10.08.2015

Welche Auswirkungen hat der Klimawandel auf den Bau der eigenen vier Wände?

Der Klimawandel ist nicht mehr aufzuhalten. Auch in Deutschland werden wir zukünftig mehr Sommertage mit höheren Temperaturen bekommen, als es etwa noch heute der Fall ist. Welche Anforderungen diese Veränderung konkret an das eigene Zuhause stellen, beantwortet Dr. Stephan Schlitzberger.

Dr. Stephan Schlitzberger ist Geschäftsführer im Ingenieurbüro Prof. Dr. Hauser GmbH und hat sich in den letzten Jahren intensiv mit dem sommerlichen Wärmeverhalten von Gebäuden auseinandergesetzt. Die aktuellen normativen Regelungen zur Nachweisführung des sommerlichen Wärmeschutzes nach geltender Energieeinsparverordnung (EnEV) hat Dr. Schlitzberger maßgeblich mitentwickelt.

Etwa seit Beginn der 90er Jahre verzeichnen Experten eine weltweite Veränderung der klimatischen Verhältnisse, die seither als „Klimawandel“ bezeichnet wird. Prognosen zufolge wird sich das Klima in den kommenden Jahrzehnten auch in Deutschland weiter verändern und hierdurch Gebäude und Bewohner vor neue Herausforderungen stellen. Als primäre Ursache für den Klimawandel gelten die Treibhausgas-Emissionen. In Abhängigkeit davon, wie sich diese Emissionsmengen entwickeln, geben Klimamodelle Auskunft über die unterschiedlich starken Klimaveränderungen. Eine Erwärmung um 0,5 bis 2,2 °C (verglichen mit dem Zeitraum 1961- 1990), dadurch eine Abnahme von Frosttagen und eine Zunahme von heißen Tagen (über 30°C) gilt als gesicherte Erkenntnis. Es gilt als sehr wahrscheinlich, dass Häufigkeit und die Intensität von Hitzewellen zunehmen werden.

Eine Zunahme der „Extremwetterereignisse“ ist in den letzten Jahren bereits zu verzeichnen gewesen. Der „Jahrhundertsommer 2003“, die Jahrhundertflut, heißester Juli (2006) seit Beginn der Temperaturaufzeichnungen sowie wärmste 12-Monats-Periode zwischen Juni 2006 und Mai 2007, in der die bundesweite Durchschnittstemperatur mit 11°C um drei Kelvin höher als in jedem anderen 12-Monatszeitraum lag, sind Beispiele für die fühlbaren Auswirkungen des Klimawandels.

Aktuelle Klimaszenarien für Deutschland und dabei insbesondere für den urbanen Raum sagen für die nächsten 30 Jahre deutlich mehr Sommertage mit gesteigerten Hochtemperaturlagen voraus. Je nach Standort kann sich dieser Trend aufgrund mikroklimatischer Einflüsse noch verstärken, was nicht nur das Klima im Außenraum von Gebäuden beeinflussen wird, sondern insbesondere auch das thermische Verhalten der Gebäude selber und damit die Gesundheit und Leistungsfähigkeit der Nutzer.

Über die Mindestanforderungen hinausgehen

Im Rahmen eines vom Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) über die Forschungsinitiative „Zukunft Bau“ geförderten Forschungsvorhabens haben wir uns im Ingenieurbüro Prof. Dr. Hauser GmbH sehr intensiv mit dem thermischen und energetischen Verhalten von Gebäuden im Lichte des Klimawandels auseinandergesetzt. Dabei wurden Lösungen für die Konzeptionierung baulicher und anlagentechnischer Komponenten entwickelt, die für neu zu errichtende Gebäude die Sicherstellung des thermischen Komforts auch ohne den Einsatz einer aktiven Gebäudekühlung sicherstellen können.

Zur Sicherstellung des sommerlichen Wärmeschutzes fordert die Energieeinsparverordnung daher die Einhaltung der durch DIN 4108-2 formulierten „Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz“. Die dort beschriebenen Nachweismethoden wurden unter Zugrundelegung aktueller mittlerer Klimaverhältnisse entwickelt. Werden bauliche und anlagentechnische Maßnahmen für ein Gebäude so ausgelegt, dass die durch DIN 4108-2 formulierten Anforderungen gerade eingehalten werden, so kann unterstellt werden, dass die Temperaturen im Gebäude bei mittleren aktuellen Klimaverhältnissen erträglich bleiben. Wenn ein Gebäude allerdings auch extremen sommerlichen Bedingungen insbesondere bei weiter voranschreitendem Klimawandel standhalten soll, so die Ergebnisse des o.g. Forschungsvorhabens, muss ein Gebäudekonzept hinsichtlich der vorgesehenen Sonnenschutzmaßnahmen deutlich über die Mindestanforderungen der DIN 4108-2 hinausgehen.

Maßnahmen zur vorausschauenden Gebäudeplanung

Zur Sicherstellung der Zukunftsfähigkeit und zur Verbesserung des thermischen Komforts im Sommer setzt das Dynahaus daher auf eine Kombination unterschiedlicher Maßnahmen, von denen die wesentlichen im Folgenden genannt werden:

1. Die Bereitstellung einer hohen Speichermasse durch die ausschließlich massiven Konstruktionen führt dazu, dass sich die Räume im Vergleich zum Leichtbau in Hitzeperioden langsamer und weniger stark aufheizen.

2. Ein hochwirksamer außenliegender Sonnenschutz stellt sicher, dass solarer Wärmeeinträge auf ein Minimum reduziert werden und so ein übermäßiges Aufheizen der Räume weitgehend unterbunden werden kann. In Kombination mit der Festlegung auf moderate Fenstergrößen, wird hierdurch die Grundvoraussetzung für einen guten sommerlichen Komfort geschaffen.

3. Der geometrische Entwurf des Dynahauses ist so ausgelegt, dass nutzerseitig problemlos eine erhöhte natürliche Fensterlüftung betrieben werden kann. Eine Lüftungsanlage zur kontrollierte Be- und Entlüftung des Gebäudes stellt zusätzlich auch bei Abwesenheit des Bewohners und nachts sicher, dass ein erhöhter Luftwechsel zur Abfuhr der im Gebäude „gespeicherten“ Wärme erfolgen kann. Die Zuluftführung erfolgt hierbei durch einen Erdkanal, wodurch die Zulufttemperatur im Sommer vor Eintritt in das Gebäude vorgekühlt und auf diese Weise das Raumklima zusätzlich positiv beeinflusst.

Zur Analyse und Optimierung des thermischen Verhaltens wurden dynamische Simulationsrechnungen durchgeführt. Derartige Simulationsrechnungen sind eine nach DIN 4108-2 mögliche Form der Nachweisführung zur Einhaltung der Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz. Die Ergebnisse dieser Berechnungen zeigen, dass die normativen Anforderungen bei Weitem eingehalten werden und im Dynahaus auch unter extremen sommerlichen Verhältnissen ein sehr hoher thermischer Komfort erreicht wird.


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