Wie man sich gegen zu viel Sommer schützt

Wir sind mitten im Sommer und freuen uns bis etwa 25°C auch darüber. Die haben wir mittlerweile auch in großen Teilen Deutschlands häufig. Die Klimaforscher und die Meteorologen sagen uns voraus, dass Hitzewellen immer häufiger werden, weil wir als Menschheit nicht einmal damit anfangen, aufzuhören Kohlendioxid in die Luft zu blasen.

Die Klimakatastrophe ist wohl nicht mehr aufzuhalten, weil wir Menschen zu dumm sind

Wir leben in Deutschland in einer klimatisch gemäßigten Zone, die sich vom Subatlantischen (in Wuppertal) bis zum gemäßigt kontinentalen (in Goslar) Klima erstreckt. Im Süden sollten wir eigentlich alpines Klima haben. Durch die Erhitzung der Erdatmosphäre durch zu viel CO₂ hat es jedoch Verschiebungen vor allem von hohen Luftströmungen gegeben, was dazu führt, dass neben der globalen Erhitzung auch der Verlauf sich verändert hat. Hitzewellen dauern länger, Regen kann sich lange festsetzen. Dürren und Überschwemmungen sind die Folgen, die wir auch in Deutschland mittlerweile kennen.

Spanien, Frankreich, Italien, Griechenland brennen derweil und in den Alpen wird es trocken, weil Niederschlag im Winter als Wasser fällt, statt als Schnee. Wasser läuft schnell ab. Im Sommer fehlt es dann an Schneeresten, die langsam schmelzen, von Gletschern ganz zu schweigen. Das schnell abfließende Wasser dringt auch kaum in Karsthöhlen ein, so dass die Berge auch innerlich austrocknen. Die Folgen sind nicht nur fehlendes Wasser auf Almen, sondern auch in den Flüssen, die aus den Alpen gespeist werden und die die angrenzenden Regionen versorgen. Das Foto oben zeigt die Loire im Mai 2022. Wo eigentlich Wasser fließen sollte sind Sandbänke.

Anpassung statt Vorsorge

Da wir nicht bereit sind, jetzt Veränderungen vorzunehmen, werden wir zunehmend gezwungen sein, uns an die Veränderung der Welt anzupassen. Was aber tun, wenn tagelang die Sonne auf das Haus brennt und es auch nachts kaum noch abkühlt?

Zunächst einmal muss man die Dynamik des Wärmegeschehens verstehen. Das funktioniert nicht über das Fühlen, sondern nur über Wissen und Verstand. Wer tagsüber in seiner Wohnung Durchzug macht, weil sich das kühler anfühlt, wird in einer total überhitzten Wohnung enden.

Es gibt zwei wichtige Wege, über die die Wärme eindringt. Das eine ist die Temperatur der Luft, das andere die Sonnenstrahlung. Nehmen wir eine Situation mit Lufttemperatur im Freien 35°C und volle Sonneneinstrahlung. Drinnen seien es 24°C. Klar: Die Fenster bleiben geschlossen, denn sonst bekämen wir 35-grädige Luft auch drinnen. Die kurzfristige Abkühlung im Wind, der den Schweiß von der Haut verdunstet, können wir für die Wohnung mit trockenen Wänden nicht nutzen.

Nun wandert Wärme durch die Außenbauteile ins Haus hinein, immer schön von der höheren zur niedrigeren Temperatur. Der gleiche Prozess wie im Winter, nur jetzt eben entgegen gesetzt. Ein typisches Einfamilienhaus der 80er Jahre (1. WSchVO) mit 140 m² Wohnfläche, V_e = 390 m³ Volumen, A = 290 m² Hüllfläche und einem mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten von H‘_T = 0,45 W/m²K wird dann mit maximal
q_T = A ● H‘_T ● ΔT = 290 m² ● 0,45 W/m²K ● (35-24)K = 1435 W
Hitzetransferleistung beaufschlagt.

Gleichzeitig scheint die Sonne in je vier Fenster auf der Ost-, West- und Südseite von je ca. 2 m² Größe mit einem mittleren Neigungswinkel von 50°. Die Fenster seien bereits mit Wärmeschutzverglasung versehen. Dann lässt sich die Einstrahlung abschätzen zu:
Öffnungsfläche der Fenster, die gleichzeitig besonnt sind: A_w = 0,75 ● 4 ● 2 m² = 6 m²
Durchlassgrad der Fenster: g = 0,53
Strahlungsintensität der Sonne: P_s = 1000 W/m²
q_solar = A_w ● g ● cos(50°) ● P_s = 6 m² ● 0,53 ● 0,643 ● 1.000 W = 2.044 W

Die Sonne scheint natürlich auch auf das Dach und die Fassaden, so dass auch hier zusätzlich zur Umgebungswärme noch Strahlungsenergie eindringt.

Es kommt also fast das Doppelte an Strahlungsenergie durch die Fenster hinein, wie durch die gesamte Gebäudehülle an Transmissionswärme.

Ist die Wärme dann einmal in der Wohnung wird es schwer, sie wieder loszuwerden. Am ehesten über Nachtlüftung, wenn es denn nachts überhaupt ausreichend abkühlt. Am einfachsten geht es mit einer Kühlanlage, das was wir vereinfachend aber falsch als Klimaanlage bezeichnen. Eine Kältemschine zu betreiben, um das zu korrigieren, was wir planerisch und als Betreiber falsch gemacht haben, bedeutete aber noch mehr Energieverbrauch, also noch mehr Kohlendioxid, noch mehr Klimaüberhitzung. Das sollten wir also vermeiden.

Was also tun?

Der Weg geht über das draußen Halten der Sonnenstrahlung. Insbesondere über die Verschattung der Fenster. Klassisch werden dafür Rollläden oder Klappläden verwendet. Beide haben den Nachteil, dass der Kontakt zur Außenwelt verloren geht. Liegende Lamellen, verstellbar zur Lichtleitung, sind eine Idee, die gut funktioniert. Die Elemente sind jedoch schwer und teuer. Sie werden daher mehr im Bürohaus-Bau eingesetzt. Planerisch können Dachüberstände eingeplant werden, auch als horizontale Lamellen-Elemente. Das erfordert viel Platz. Hier möchte ich eine Form vorstellen, die mich sehr begeisterte: Sonnenrollos aus einem stabilen Gewebe. Die Verschattung beträgt fast 80%, dennoch kann man von innen heraus gucken.

Die beiden Fotos zeigen das gleiche Fenster, einmal von innen, einmal von außen.

Daneben ist das Dämmen von Dächern ein wichtiger Weg, um den Eintrag sowohl von Transmissions- wie von Strahlungswärme zu vermindern. Dabei sollte als äußere Lage eine Holzfaserdämmung auf die Sparren geschraubt werden. Die hat neben der Dämmwirkung auch eine größere Wärmespeicherkapazität und sorgt so für eine Phasenverschiebung und Dämpfung. Die Hitze kommt dann nicht um drei Uhr nachmittags in den Räumen an, sondern bevor sie ankommt ist schon Nacht und der Prozess kehrt sich um.

Sollte man am Ende doch noch einen kleinen Kühlbedarf haben, könnte die Kühlung mit einer Erdwärmepumpe gleich für den Winter ins Erdreich eingespeichert werden. Alternativ ließe sich über ein Konzept mit Photovoltaik und Trinkwasser-Wärmepumpe nachdenken. Die überschüssige Hitze aus den Räumen geht dann in das Warmwasser. Die Heizung muss nicht mehr arbeiten, um duschen zu können.

Gehören Sie zu denen, die darüber nachdenken, was sie tun?

Bildnachweise:
Trockene Loire, Foto: O.Matthaei, 2022
Sonnenrollo von außen und von innen, Fotos: O.Matthaei, 2022

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