DE10115035C2 - Niedrigenergiegebäude, insbesondere einergie-Autarkes Gebäude - Google Patents

Niedrigenergiegebäude, insbesondere einergie-Autarkes Gebäude

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Description

Die Erfindung betrifft ein Niedrigenergiegebäude, insbesondere energie-autarkes Gebäude bei dem der Energieverbrauch zur Beheizung des Gebäudes durch Ausnutzung von Sonnenenergie minimiert werden soll. Im günstigsten Fall kann ein Niedrigenergiehaus auch als energie-autarkes Gebäude ausgebildet sein, d. h. das Gebäude ist durch das Ausnutzen von Sonnenenergie sowohl zur Beheizung als auch zu dessen Versorgung mit elektrischer Energie und der Energie für warmes Wasser von Fremdenergie unabhängig.
Zur zusätzlichen Beheizung eines Gebäudes ist bekannt, Solarkollektoren zu verwenden, die ein Wärmeträgermedium benutzen. Das Wärmeträgermedium kann dann seine Wärme an das, sich in einem Speicher befindliche, kühlere Brauchwasser abgeben.
Es ist des Weiteren bekannt, Gebäudeteile zu verglasen und den Treibhauseffekt zur Beheizung des Gebäudes auszunutzen.
Photovoltaische Solarzellen werden bei Niedrigenergiehäusern häufig zum Ersatz der aus dem öffentlichen Netz entnommenen elektrischen Energie eingesetzt.
Beispielsweise ist aus HUG-FLECK, C. "Energie auch an strahlungsarmen Tagen", IKZ-Haustechnik, 1993, Heft 10, Seiten 71 bis 74 ein Niedrigenergiehaus bekannt, bei dem die Südseite des Gebäudes eine vertikal verlaufende, im Grundriss kreisförmige Wand aufweist, um die einfallende Sonnenstrahlung optimal zu nutzen. Die Nordfassade ist dagegen mit einer geraden Wand möglichst klein gehalten, um Energieverluste zu minimieren. Das Haus weist auf dem Dach Solarzellen zur Stromproduktion und Solarkollektoren zur Warmwassererzeugung auf. Diese Elemente sind in üblicher Weise zur Verbesserung des Wirkungsgrades schräg gestellt. An der Hausfassade selbst sind keine Solarzellen angebracht, weil diese Flächen zur solaren Wandbeheizung genutzt werden. Die Fassade weist eine "transparente Wärmedämmung" auf, die die Sonnenwärme in das Mauerwerk leitet und zeitversetzt gleichmäßig an die Innenräume abgibt.
In LESSING, S. G. "Sonnenwende", Das Dachdecker-Handwerk (DDH), 1999, Heft 9, Seiten 86 bis 91 ist ein solarautarkes Gebäude beschrieben, bei dem das oberste Geschoss teilweise unter dem Dach vorgesehen ist, wobei auf dem schräg verlaufenden Dach in üblicher Weise Sonnenkollektoren vorgesehen sind. An der Südseite ist ein sich über sämtliche Geschosse erstreckender Wintergarten vorgesehen, dessen obere Schräge mit dem Dach fluchtet.
Aus der DE 42 22 572 A1 ist ein Niedrigenergiehaus bekannt, bei dem die der Hauptsonneneinstrahlrichtung zugewandte Hausseite zumindest teilweise als vertikal verlaufende Glasfront ausgebildet ist und bei dem das Haus zur entgegengesetzten Richtung hin niedriger wird. Der Grundriss des Hauses entspricht im Wesentlichen einem Kreissektor oder einem Vieleck, wobei die Glasfront im Grundriss gekrümmt oder abgewinkelt und im Bereich des Außenbogens des Sektors angeordnet ist.
In "Kiessler, U., Wissenschaftspark Gelsenkirchen, Baumeister 5/1995, Seiten 25 bis 31, ist ein Gebäude beschrieben, bei dem eine Längsseite mit einer wintergartenartigen, schräg zur Vertikalen verlaufenden Glasfassade versehen ist. Der Raum zwischen der Verglasung und den eigentlichen Gebäudeteilen dient als Wärmepuffer und überdachter Zugang zu den Räumen des Gebäudes. Bei Sonneneinstrahlung wird die Strahlung in der Pufferzone in Wärmeenergie umgewandelt und zum Teil an die übrigen Gebäudeteile abgegeben. Zur Vermeidung eines Hitzestaus bei starker Sonneneinstrahlung ist die Fassade mit öffenbaren Teilen versehen. Die Pufferzone ist jedoch weder als dauernder Aufenthaltsraum geeignet, noch mit dieser Konzeption hierfür geeignet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Niedrigenergiehaus, insbesondere energie-autarkes Haus zu schaffen, bei welchem die Ausnutzung der Sonnenenergie optimiert ist, wobei das Gebäude einfach herstellbar sein soll und zudem architektonisch/ästhetischen Gesichtspunkten genügt. Zudem soll das Haus eine optimale Raumnutzung, auch zu Wohnzwecken, ermöglichen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass ein schräges zur Vertikalen verlaufendes Dach, welches sich zumindest an einer Gebäudefront, vorzugsweise in südöstlicher bis südwestlicher Richtung gelegen, im Wesentlichen über die gesamte Gebäudefront erstreckt den Vorteil bietet, dass durch Glasflächen im Dach einfallendes Sonnenlicht wesentlich besser zur Beheizung des Gebäudeinneren ausgenutzt werden kann, als wenn entsprechende Glasflächen in senkrecht verlaufenden Gebäudefronten vorgesehen werden. Des Weiteren bietet ein über die gesamte Gebäudefront verlaufendes schräges Dach den Vorteil einer einfachen und kostengünstig zu realisierenden Konstruktion.
Das Dach ist erfindungsgemäß modular aufgebaut. Hierzu besteht die Möglichkeit, das Dach entweder aus modularen, miteinander verbindbaren Dachelementen zusammenzusetzen oder aus modularen, miteinander verbindbaren Aufnahmeelementen, in welche entsprechende Dachelemente aufnehmbar sind, auszuführen. In jedem Fall ergibt sich hierdurch der Vorteil einer großen Variabilität beim Entwurf eines Dachs. Da die Dachelemente, welche als Fensterelemente, feststehende, lichtdurchlässige Elemente, ein Wärmeträgermedium erhitzende Solarkollektoren, photovoltaische Solarkollektoren oder als lichtundurchlässige Elemente ausgebildet sein können, das Dach bilden, ergibt sich gegenüber einem konventionellen Dachaufbau mit nachträglicher Installation von Solarkollektoren ein einfacherer und ästhetisch ausgewogener Aufbau.
Das Dach wird zumindest zu einem Teil aus lichtdurchlässigen Dachelementen, zu einem anderen Teil aus hochwärmegedämmten, nicht durchsichtigen Dachelementen und zu einem weiteren Teil aus Dachelementen gebildet, die als ein Wärmemedium erhitzende Solarkollektoren ausgebildet sind und die an der Unterseite bzw. Rückseite eine hochwärmegedämmte Schicht aufweisen. Die Anordnung und Auswahl der Dachelemente ist so getroffen, dass infolge der in das Gebäude eintretenden Sonnenstrahlung und deren Umsetzung in Wärmestrahlung innerhalb des Gebäudes durch Wände, Böden und Decken dem Gebäude keine zusätzliche Heizenergie zugeführt werden muss. Die Neigung des Dachs liegt im Bereich von 20 bis 60°.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Dach aus modularen, miteinander verbundenen Aufnahmeelementen besteht, in welche die Dachelemente eingesetzt sind, ergibt sich der Vorteil, dass zunächst die Dachkonstruktion und auch in diesem Stadium die Aufteilung und Art der zu verwendenden Dachelemente festgelegt oder geändert werden kann. Zudem ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass bei Veränderungen im Inneren des Gebäudes Dachelemente in gewünschter Weise einfach ausgetauscht werden können.
Die Elemente des modularen Dachaufbaus können somit auf Veränderungen des Gebäudeinnenraums reagieren (beispielsweise durch einen Umbau) und somit den wechselnden Anforderungen der Bewohner in einem längeren Zeitraum angepasst werden. Die Aufnahmeelemente und Dachelemente sind vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass auch bei Verwendung unterschiedlicher Dachelemente deren Außenseiten fluchten.
Dieses energetische Wohnhaus kann in einer Ausführungsform mit einer automatischen Be- und Entlüftungsanlage mit Wärmetauscher (z. B. Kanalstromprinzip mit Gegenstromluftführung) versehen werden.
Da Solarkollektoren in beiden Ausführungsformen eine Glas- oder glasartig wirkende Oberfläche aufweisen, sind in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus optischen und praktischen Gesichtspunkten auch die lichtundurchlässigen, hochwärmegedämmten Elemente mit einer Glas- oder glasartig wirkenden Oberfläche versehen.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Dachelemente oder die Aufnahmeteile auf einer Sparrenkonstruktion angeordnet, wobei der Abstand der Sparren im Wesentlichen der Breite eines Dachelements oder eines Aufnahmeelements entspricht. Hierdurch ergibt sich ein einfacher und kostengünstiger Aufbau.
In der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebäudes weisen die Dachsparren lediglich zwei Auflager auf. Einmal oben auf der Firstpfette und zum Anderen auf der Fußpfette. Das bedeutet, dass im Bereich der Geschossböden keine weiteren Auflager benötigt werden. Diese Tatsache hat auch innenarchitektonische Vorteile.
Insbesondere können die Geschossböden, zumindest in Teilbereichen, eine vorbestimmte Strecke vor den Sparren enden (in der Ebene der Geschossböden gesehen) und mit Zangen derart mit den Sparren verbunden sein, dass im Zwischenraum zwischen der Dachinnenseite und dem Ende der Geschossböden oberhalb der Ebene der Geschossdecke ein oder mehrere lichtdurchlässige Dachelemente vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer zusätzlichen Belichtung des darunter liegenden Geschosses. und einer weiter verbesserten Ausnutzung der passiven Solarenergie zur Erwärmung des Gebäudes. Des Weiteren kann hierdurch eine Luftzirkulation zwischen den Geschossen und damit eine schnelle und gleichmäßigere Erwärmung des gesamten Innenraums erreicht werden.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Niedrigenergiegebäude nach der Erfindung.
Fig. 2 eine Dachaufsicht des Niedrigenergiegebäudes in Fig. 1.
Fig. 3 einen Schnitt durch das Dachsystem und die wärmegedämmte Verschattungseinrichtung.
Das in Fig. 1 dargestellte Niedrigenergiegebäude 1 weist 3 Geschosse I, II, III auf. Das Dach 3 des Niedrigenergiegebäudes 1 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Gebäudefront, wobei lediglich aus praktischen Gründen ein minimaler Kniestock 5 vorgesehen ist. Das Dach weist in der dargestellten Aus­ führungsform aus architektonischen bzw. grundrißgemäßen Gründen eine Dach­ neigung von 34° auf. Durch diese Dachneigung ergibt sich der Vorteil, dass das Sonnenlicht, anders als bei senkrechten Verglasungen, weit in den Innenraum des Gebäudes einstrahlen kann (siehe Fig. 1 Führung der Sonnenstrahlen). Die Ge­ schoßböden weisen vorzugsweise einen dunklen, offenporigen Bodenbelag auf, der die kurzwellige Sonnenstrahlung absorbiert und als Wärmestrahlung wieder abgibt. Dies ist ein physikalischer Prozess, der bei dem Vorgang zur Erzeugung der passiven Solarenergie deutlich wird.
Die Wärmestrahlung erwärmt Wände, Böden und Decken. Diese geben die Wärmestrahlung zeitversetzt an die sie umgebenden Räume ab, so dass eine "Entwärmung" nur sehr langsam vonstatten geht. Diese hängt im Wesentlichen mit der besonderen, schichtweisen und hochwärmegedämmten Ausführung der Außenwände, der Dächer und der Erdgeschoßböden bzw. der Keller ab. Der k- Wert dieser sogenannten "Hülldämmung" kann sogar bis zu einem Wert von k = 0,10 W/m2K absinken.
Die Dachneigung von 34° ergibt sich außerdem aus der Architektur und dem Schnitt des Gebäudes. Es ergeben sich dadurch 3 Geschosse, eine Wohnetage, eine Schlafetage und eine Dachterrassen-Etage mit einem Technik-Abstellraum.
Für zu öffnende und feststehende Fenster im Dach werden vorzugsweise Solar­ gläser verwendet, welche einen k-Wert von 0,7 W/m2K, oder sogar weniger, aufweisen können. Zusätzlich kann eine speziell aufgetragene, infrarot reflektie­ rende Schicht auf der Innenseite der Glasflächen vorgesehen werden, die die entfliehende Wärmestrahlung reflektiert und somit die Wärme deutlich länger in dem energetischen Gebäude behalten kann.
Außerdem können verschiedene Farbeinfärbungen der Solargläser erfolgen und getroffen werden. Durch die möglichen farblichen Einfärbungen würde die Er­ zeugung von passiver Solarenergie sowie der K-Wert der Solargläser geringer.
Für die Außenwände kann eine Konstruktion mit einer Ziegelschüttung, vor­ zugsweise aus wiederverwendbaren Altziegeln, mit einer Stärke von beispiels­ weise 30 cm und einer Wärmedämmung (konventionell oder baubiologisch) von z. B. 20 cm vorgesehen sein. Die Außenwände können aber ebenso beispielsweise aus einer Holzständer-Konstruktion, Pfosten-Riegel-Konstruktion o. ä. beste­ hen. Auch materialmäßige Mischformen oder eher neue Materialien wie die transparente (transluzente) Wärmedämmung, können bei Niedrigenergiegebäu­ den verwendet werden.
Das Gebäude kann so bei entsprechender Dimensionierung der Glasflächen und der hochwärmegedämmten Außenflächen selbst im Frühling und Herbst in eini­ gen Sonnenstunden erwärmt werden. Selbst im Winter kann, im Zusammenhang mit der Verwendung beispielsweise einer automatischen Be- und Entlüftung mit dem Kanalstromprinzip, eine ausreichende Erwärmung stattfinden. (siehe Prinzip der Passivhäuser) Dies ist daher möglich, weil diese energetische Wohngebäude­ art sehr geringe Mengen an Strahlung benötigt. Es ist sogar möglich, dass eine Erhöhung der Innentemperatur bei leicht bedecktem Himmel vonstatten geht. Wann eine Erhöhung der Innentemperatur noch möglich ist, hängt auch von der Beleuchtungsstärke ab.
Im Sommer muss das Gebäude im Bereich der lichtdurchlässigen Dachflächen großflächig verschattet werden, da es sonst zu einer unerwünscht starken Erwär­ mung kommen kann. Hier kann eine sogenannte wärmegedämmte Verschattung­ seinrichung Verwendung finden, die innentemperatur-gesteuert, mechanisch oder auf einer anderen Weise funktionieren kann und eine aufgerollte Verschattung zunächst teilweise, dann gänzlich von unten über die zu verschattenden Solar­ glaselemente abrollt.
Im Winter hingegen soll das energetische Wohngebäude nicht vor zu viel Son­ neneinstrahlung, sondern vor Wärmeverlusten durch Transmission und Konvek­ tion geschützt werden. Deshalb erhält die sich von unten aufwickelnde Ver­ schattung eine zentimeterdicke Wärmedämmung, die z. B. bei einer Außentempe­ ratur von -10°C und einer Innentemperatur von 20°C eine Temperaturdifferenz von delta t = 30°C abpuffern kann. Dies geschieht in der Weise, dass ein Tempe­ raturpuffer zwischen Innenraum und Außenraum dadurch entsteht, dass neben der schräg verlaufenden, wärmegedämmten Verschattungseinrichtung eine um­ laufende, beispielsweise 40 cm hohe, vertikal stehende Solarverglasung entsteht, die einen eigenen, abgeschlossenen Temperaturpuffer zwischen Innenraum und Außenraum bildet. Dieses thermische Luftpolster verzögert nachts im Winter deutlich eine Auskühlung des solaren Wohngebäudes und trägt dazu bei, dass eine "Auskühlung" des Gebäudes noch langsamer vonstatten geht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, endet der Geschoßboden 7 mit einer Strecke L vor den Sparren 9 des Dachs 3 (in der Ebene der Oberseite der Geschoßdecke 7). Im Bereich der Tiefe L ist die Geschoßdecke 7 mittels Trägerelemente 11 mit der Dachkonstruktion verbunden. Hierzu können die Trägerelemente 11 als Zangen­ konstruktion ausgebildet sein. Das Gleiche gilt auch für die Geschoßdecke 5 im Bereich der Tiefe K. Durch diese Bauweise ergibt sich der Vorteil, dass durch die Ebene der Geschoßdecke 7 im Bereich der Strecken K und L hindurch Licht in das Geschoß I und II einfallen kann, wenn im entsprechenden Teil des Dachs im Bereich des Geschosses I und II Fensterelemente vorgesehen sind.
Aus der in Fig. 2 dargestellten Dachaufsicht auf das Dach 3 ist ersichtlich, dass die Dachkonstruktion aus einer Vielzahl einzelner Dachelemente 13 besteht, die jeweils identische Außenmaße aufweisen. Die Systemlinie der Abmessungen der Dachelemente können beispielsweise 1,0 mal 2,0 Meter betragen.
Die hellgrau dargestellten Bereiche repräsentieren Dachelemente in Form von zu öffnenden oder feststehenden Fensterelementen. Die im mittleren Bereich des Dachs dunkler angelegten Flächen stellen Solarkollektoren dar, die zur Erwär­ mung eines Wärmeträgermediums dienen. Die im oberen Bereich des Dachs dunkelgrau dargestellten Flächen stellen Dachelemente 13 in Form von photo­ voltaischen Solarkollektoren dar.
Die unterschiedlichen Dachelemente weisen üblicherweise eine unterschiedliche Dicke auf. Um das Gesamtbild des Dachs nicht zu stören, sind die unterschied­ lich dicken Dachelemente 13 jeweils so verbunden, dass deren Oberflächen je­ weils zur Bildung der Dachaußenseite fluchten. Die eigentlichen Dachelemente in Form der beiden verschiedenen Typen von Solarkollektoren, von lichtdurchlässigen Ele­ menten und lichtundurchlässigen Elementen, können in Aufnahmeelementen 17 vorgesehen sein, die zur Bildung eines "Grundgerippes" der Dachkonstruktion miteinander verbunden werden können. Selbstverständlich können die Aufnah­ meelemente 17 jedoch auch einzeln auf der Dachunterkonstruktion, beispielswei­ se den Sparren 9 montiert sein, ohne untereinander verbunden zu sein.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die eigentlichen Dachelemente 13 leicht ausgetauscht werden können. Dies kann bei einer Beschädigung oder einer An­ passung der Dachkonstruktion an geänderte Verhältnisse im Innenraum des Ge­ bäudes erforderlich sein. Des Weiteren kann ein Einsatz der Dachelemente 13 dann sinnvoll sein, wenn beispielsweise verbesserte Solarkollektoren verfügbar sind und deren Einsatz rentabel erscheint.
Das erfindungsgemäße Gebäude weist somit eine einfache und variable Dachkonstruktion auf, welche alle, für ein energieautarkes Gebäude erforderlichen "energieerzeugenden", Elemente integriert. Durch eine geeignete Dimensionie­ rung der "energieerzeugenden" Elemente in Form der lichtdurchlässigen Dach­ elemente und der beiden Typen von Solarkollektoren kann in einer energetischen Sonderform auf eine herkömmliche Energieversorgung zur Beheizung, zur Warmwasser-bereitung und zur Versorgung des Gebäudes mit elektrischem Strom verzichtet werden.
Dies insbesondere dann, wenn eine automatische Be- und Entlüftung mit Wär­ metauscher vorgesehen wird, die ihre Energie ebenfalls von der eigenen Photo­ voltaikanlage erhalten kann. Voraussetzung hierfür ist selbstverständlich ein energieeffizienter Einsatz der vom und im Gebäude erzeugten Energie.
Fig. 3 zeigt eine über den Solarglaselementen vorgesehene "wärmegedämmte Verschattungseinrichtung", die derart ausgebildet ist, dass ein, wie eine Rolle aufgewickelter Wärmeschutz, sich von unten nach oben, in beispielsweise 0,40 m Abstand von der Dachaußenfläche aufrollt. Dieser Sonnenschutz ist auf der Un­ terseite mit einer Wärmedämmschicht versehen, so dass er einen Temperaturpuf­ fer zwischen dem Innenraum des Niedrigenergiegebäudes und dem Außenraum bildet. An den vier Seiten sind senkrecht angeordnete Solarglasteile vorgesehen, die den Raum des Puffers seitlich abschließen. In den Sommermonaten können die senkrechten Solarglasteile herunter geklappt werden, so dass sich der Ther­ mopuffer nicht mittels Transmission erhitzt und dann seinerseits die Innentempe­ ratur des Gebäudes erhöht.
Die Konstruktion der wärmegedämmten Verschattungseinrichtung hat den Vor­ teil, dass die beiden großen Solarglasflächen des Niedrigenergiegebäudes und damit das Gebäudeinnere sich durch Sonnenstrahlen in den Sommermonaten nicht zu stark erwärmen kann (bei geschlossener Stellung keine Entstehung von passiver Solarenergie mehr möglich). Während der Wintermonate, vornehmlich in kalten Nächten, bildet die wärmegedämmte Verschattungseinrichtung einen thermischen Zwischenraum zwischen Innen- und Außenraum. Die beispielsweise +20°C warme Innenluft weist mit der beispielsweisen -10°C kal­ ten Außenluft eine Temperaturdifferenz von 30°C auf. Gäbe es diese Verschat­ tungseinrichtung nicht, dann würde sich die Innentemperatur durch Transmissi­ on, und bei nicht winddichter Ausführung durch Konvektion, schneller abkühlen. Die Temperatur des thermischen Pufferraums wird sich zwischen den beiden Temperaturbereichen bewegen und den Innenraum des Niedrigenergiegebäudes vor zu schneller Auskühlung bewahren.

Claims (7)

1. Niedrigenergiegebäude, insbesondere energie-autarkes Gebäude,
  • a) bei dem zumindest eine Gebäudefront durch ein sich im Wesentlichen über die gesamte Gebäudefront erstreckendes, mit einem Winkel von 20° bis 60° schräg zur Vertikalen verlaufendes Dach (3) gebildet ist,
  • b) bei dem das Dach (3) aus modularen, miteinander verbundenen Dachelementen besteht oder
  • c) bei dem das Dach (3) aus modularen, miteinander verbundenen oder aus modularen, auf einer Unterkonstruktion angeordneten Aufnahmeelementen (17) besteht, in welche Dachelemente (13) aufgenommen sind,
  • d) wobei die Dachelemente (13) als Fensterelemente oder feststehende lichtdurchlässige Elemente oder als lichtundurchlässige Wärmedämm­ elemente ausgebildet sind, oder als ein Wärmemedium erhitzende Solarkollektoren oder photovoltaische Solarkollektoren, die an der Unterseite eine hochwärmegedämmte Schicht aufweisen,
  • e) wobei zumindest ein Teil der Dachelemente als Fensterelemente oder feststehende lichtdurchlässige Elemente, ein anderer Teil der Dachelemente als lichtundurchlässige Wärmedämmelemente und ein weiterer Teil der Dachelemente als ein Wärmemedium erhitzende Solarkollektoren ausgebildet ist und
  • f) wobei die Anordnung und Auswahl der Dachelemente so getroffen ist, dass infolge der in das Gebäude eintretenden Sonnenstrahlung und deren Umsetzung in Wärmestrahlung innerhalb des Gebäudes durch Wände, Böden und Decken dem Gebäude keine zusätzliche Heizenergie zugeführt werden muss.
2. Niedrigenergiegebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (3) eben ausgebildet ist.
3. Niedrigenergiegebäude nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (17) und die Dachelemente (13) so aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass die Dachelemente an der Dachaußenseite fluchten.
4. Niedrigenergiegebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachelemente (13) eine Glas- oder glasartig wirkende Oberfläche aufweisen.
5. Niedrigenergiegebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachelemente (13) oder die Aufnahmeelemente (17) auf einer Unterkonstruktion angeordnet sind, die sich auf den Sparren befindet, wobei der Abstand der Sparren (9) im Wesentlichen der Breite eines Dachelements (13) oder eines Aufnahmeelements (17) entspricht.
6. Niedrigenergiegebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschossböden (5, 7) zumindest in Teilbereichen eine vorbestimmte Strecke (K, L) vor den Sparren (9) enden und vorzugsweise mit Zangenelementen (11) mit den Sparren verbunden sind und dass im Bereich des Daches (3) oberhalb der Ebene des betreffenden Geschossbodens (5, 7) ein oder mehrere lichtdurchlässige Dachelemente (13) derart angeordnet sind, dass im Zwischenraum zwischen der Dachinnenseite und dem Ende der Geschossböden (5, 7) Licht in das jeweils darunter liegende Geschoss einfallen kann.
7. Niedrigenergiegebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Dach (3) eine wärmegedämmte Verschattungseinrichtung vorgesehen ist, welche die lichtdurchlässigen Dachelemente im Sommer verschattet und im Winter einen wärmegedämmten, thermischen Luftpuffer bildet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106049662A (zh) * 2016-06-07 2016-10-26 上海应用技术学院 高层建筑楼顶吊桥逃生装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2974378B1 (fr) * 2011-04-21 2016-03-18 Helio Oikos Maison bioclimatique
DE102012110587A1 (de) * 2012-11-06 2014-05-08 Georg Bernitz Energiespargebäude
CN203347264U (zh) * 2013-03-03 2013-12-18 庞怡 太阳能高层建筑
US10673373B2 (en) 2016-02-12 2020-06-02 Solarcity Corporation Building integrated photovoltaic roofing assemblies and associated systems and methods
WO2021137841A1 (ru) * 2020-01-03 2021-07-08 Аркадий Аршавирович БАБАДЖАНЯН Способ солнечного отопления системы теплообеспечения

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3831125A1 (de) * 1988-09-13 1990-03-22 Joachim Lorenz Aufrollbarer kollektor als verschattung und als waermedaemmung fuer glashaeuser zur nutzung von sonnenenergie
DE3943516A1 (de) * 1989-02-07 1990-11-29 Kunert Heinz Fenster-, wand-, dach- oder bruestungselement
EP0420257A1 (de) * 1989-09-28 1991-04-03 Josef Linecker Haus
DE9114949U1 (de) * 1991-12-02 1992-03-19 N.u.T. Beratungs- und Forschungsgesellschaft mbH, 2075 Hoisbüttel Bausatz eines Modulfeldrahmens zur Dach- und Fassadenintegration von Photovoltaik-Modulen, Flachkollektoren und Elemente zur transparenten Wärmedämmung
DE4222572A1 (de) * 1992-07-09 1994-01-13 Rolf Dipl Ing Waltermann Niedrigenergiehaus
DE4018679C2 (de) * 1990-06-11 1996-02-22 Ingeborg Wrana Haus mit Solarenergieversorgung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3831125A1 (de) * 1988-09-13 1990-03-22 Joachim Lorenz Aufrollbarer kollektor als verschattung und als waermedaemmung fuer glashaeuser zur nutzung von sonnenenergie
DE3943516A1 (de) * 1989-02-07 1990-11-29 Kunert Heinz Fenster-, wand-, dach- oder bruestungselement
EP0420257A1 (de) * 1989-09-28 1991-04-03 Josef Linecker Haus
DE4018679C2 (de) * 1990-06-11 1996-02-22 Ingeborg Wrana Haus mit Solarenergieversorgung
DE9114949U1 (de) * 1991-12-02 1992-03-19 N.u.T. Beratungs- und Forschungsgesellschaft mbH, 2075 Hoisbüttel Bausatz eines Modulfeldrahmens zur Dach- und Fassadenintegration von Photovoltaik-Modulen, Flachkollektoren und Elemente zur transparenten Wärmedämmung
DE4222572A1 (de) * 1992-07-09 1994-01-13 Rolf Dipl Ing Waltermann Niedrigenergiehaus

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUG-FLECK,C.: Energie auch an strahlungsarmen Tagen. In: JKZ-Haustechnik, 1993, H. 10, S. 71-74 *
LESSING,S.G.: Sonnenwende. In: DAS DACHDECKER- HANDWERK, 1999, H. 9, S. 86-91 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106049662A (zh) * 2016-06-07 2016-10-26 上海应用技术学院 高层建筑楼顶吊桥逃生装置
CN106049662B (zh) * 2016-06-07 2018-10-02 上海应用技术学院 高层建筑楼顶吊桥逃生装置

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Publication number Publication date
DE10115035A1 (de) 2002-03-14
DE10115035B9 (de) 2004-09-09

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