DE10115035C2 - Niedrigenergiegebäude, insbesondere einergie-Autarkes Gebäude - Google Patents
Niedrigenergiegebäude, insbesondere einergie-Autarkes GebäudeInfo
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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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DE (1) | DE10115035B9 (de) |
Cited By (1)
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)
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)
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 |
-
2001
- 2001-03-27 DE DE10115035A patent/DE10115035B9/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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)
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)
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10115035A1 (de) | 2002-03-14 |
DE10115035B9 (de) | 2004-09-09 |
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