Gegenseitige Verschattung und Verschattung durch Verpflanzung:
Eine direkte Auswirkung auf die Nutzbarkeit solarer Gewinne hat die Verschattung
der Gebäude. Dabei ist der Einfluss durch laubwerfende Bäume relativ
gering, da die Verschattung hauptsächlich von April bis September, d.h.
außerhalb der Heizperiode stattfindet. Bei Verschattung durch Nachbargebäude
ist die Auswirkung dagegen erheblich.
Abweichung der Gebäudeachse von der Südseite:
Um maximale solare Gewinne zu erreichen, sollte die Hauptfassade nicht zu weit
von der Südorientierung abweichen. Ein Optimum liegt innerhalb eines Bereichs
von +/- 30° Südabweichung. Diese Fassade sollte den größten
Fensterflächenanteil haben. Der Fensterflächenanteil der Nordfassade
sollte dagegen so gering wie möglich gehalten werden.
Folgende Faktoren beeinflussen dabei den späteren Wärmebedarf:
A/V-Verhältnis des Gebäudes: das A/V-Verhältnis
ist ein Maß für die Kompaktheit des Gebäudes. Es gibt
das Verhältnis von Gebäudehüllfläche zu Gebäudevolumen
an. Je kleiner die Oberfläche im Verhältnis zum eingeschlossenen Volumen
ist, desto kompakter ist das Gebäude und desto geringer ist der Heizwärmebedarf;
d.h. Gebäudeversätze, Erker und Vorsprünge vergrößern
die Oberfläche eines Gebäudes und verschlechtern das A/V-Verhältnis.
Sie sollten deshalb vermieden werden. Außerdem sind die Baukosten für
eine kompakte Bauweise deutlich geringer. Als Faustformel gilt: je
kleiner das A/V-Verhältnis, desto geringer der Heizwärmebedarf des
Gebäudes.Typische A/V-Verhältnisse liegen im Bereich von 0,25
(Geschosswohnungsbau) bis 1,2 (freistehendes Einfamilienhaus).
Die Weichen für den späteren Energieverbrauch werden bereits beim
städtebaulichen Entwurf, d.h. bei der Erarbeitung
des Bebauungsplans, gestellt. Bauweise, Geschosszahl, First- und Traufhöhe,
Dachform, Anordnung der überbaubaren Grundstücksfläche, sowie
Art und Anordnung der Bepflanzung legen bereits die Randbedingungen für
die solaren Gewinne eines Gebäudes fest. Bei optimaler Planung kann der
Heizwärmebedarf eines Neubaugebiets bereits vor Baubeginn um etwa 5 - 15%
reduziert werden. Energiegerechte Stadtplanung muss deshalb neben der Nutzung
technischer Maßnahmen die städtebaulich planerischen Möglichkeiten
konsequent ausschöpfen.
Im Gegensatz zur Nutzung durch Kollektorsysteme (aktive Nutzung) kann die Sonnenenergie
auch direkt zur Gebäudeheizung, d.h. passiv,
genutzt werden. Das Sonnenlicht dringt durch die Fenster ins Gebäude ein
und erwärmt dadurch die Wohnräume. Die so zugeführte Energie
(häufig auch als solare Gewinne bezeichnet) muss
nicht durch die Heizungsanlage aufgebracht werden. Dadurch ergibt sich eine
Einsparung beim jährlichen Heizwärmebedarf.
Um diesen Vorgang genauer zu verstehen, müssen wir zunächst die Energiebilanz
eines Gebäudes betrachten. Die Heizwärmebilanz
berücksichtigt sämtliche Energieverluste und Energiegewinne, die durch
die Nutzung eines Gebäudes entstehen, sowie den erforderlichen Heizwärmebedarf,
der durch die Heizungsanlage zugeführt werden muss.