Solararchitektur

Solar ist ein Modewort, das nichts Genaues bezeichnet, aber gut klingt. Es gibt Solaranlagen, Solarhäuser, Solare Städte, Solararchitektur. Solar ist ein Modewort, ein Wort,. Es schn Um zu verstehen, was jeweils mit „solar“ gemeint ist, braucht es Präzisierungen.

Als Solaranlagen werden zwei vollständig verschiedene Technologien bezeichnet ohne näher zu sagen welche gemeint ist. Die eine Technologie beutet die Sonnenstrahlung als Wärmequelle aus, die andere verwandelt diese Strahlung in elektrischen Strom. Im ersten Fall spricht man korrekterweise von Sonnenkollektoren oder von solarthermische Anlagen, im zweiten Fall von Photovoltaik. Die einzige Gemeinsamkeit beider Technologien ist diejenige, dass beide das Sonnenlicht nutzen. Seltsamerweise spricht niemand von „solar“ im Zusammenhang mit der Photosynthese, obwohl diese nur dank der von der Sonne gelieferten Energie funktioniert und eines der wichtigsten Prozesse ist, die auf diesem Planeten ablaufen.

Auch wenn von Solarhäusern die Rede ist, ist selten klar, was gemeint ist. ob in dem Haus die Sonnenenergie passiv, aktiv oder auf beide Arten genutzt wird. Passiv bedeutet, man lässt das Sonnenlicht durch die Fenster herein, weil man sich davon einen Wärmegewinn erhofft, der zur Heizung beiträgt. Die Sonne wird als Wärmequelle genutzt. Aktiv ist die Nutzung der Sonnenenergie, wenn technische Vorrichtungen eingesetzt werden, zum Beispiel Sonnenkollektoren, die Wasser oder Luft erwärmen oder Photovoltaik-Anlagen (oft als Solarmodule bezeichnet), die das Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln. In einem Solarhaus kann die Sonnenenergie sowohl passiv als auch aktiv genutzt werden.

Um als Solarhaus zu gelten, muss ein „nennenswerter“ Teil des Energiebedarfs mit Sonnenenergie gedeckt sein. Häufig hat man jedoch den Eindruck, dass das Wort  “solar” nur suggerieren soll, das Haus sei ökologisch, energiesparend, umweltfreundlich, also allgemein positiv zu bewerten. So wie man auch in Bezug auf einen Menschen von dessen „sonnigem“ Gemüt spricht, wenn man etwas Positives über ihn aussagen soll.  

 

Als „Solararchitektur“ sollten nur Bauwerke bezeichnet werden, die im Hinblick auf eine hohe Sonnenenergienutzung projektiert und gebaut worden sind, wobei es gleichgültig ist, ob diese Nutzung nun aktiv, passiv, oder beides ist. Solar ist folglich diejenige Architektur, welche die Sonne gezielt zur Belichtung und Beheizung von Räumen, sowie zur Erzeugung von Warmwasser und elektrischem Strom nutzt, um auf diese Weise einen erheblichen Teil des Energiebedarfs eines Gebäudes zu decken.

 

Oftmals werden Häuser mit geringem Energieverbrauch ebenfalls als Solarhäuser bezeichnet, obwohl sie die Eigenschaft wenig fossile Energie zu verbrauchen eher ihrer Wärmedämmung und anderen energiesparenden Massnahmen verdanken und weniger dem Beitrag der Sonne. Dazu ist grundsätzlich zu sagen, dass der Begriff „Solarhaus“ keinen Energiestandard bezeichnet. Es ist deshalb angebracht etwas über die üblichen Energiestandards von Gebäuden zu sagen.  

 

Der Energiestandard eine Gebäudes wird üblicherweise durch den Jahresenergieverbrauch pro Quadratmeter beheizte Fläche (oder Nettowohnfläche) ausgedrückt (kWh/m²a), wobei zu spezifizieren ist, ob es sich um den Gesamtenergieverbrauch oder nur um den Heizenergieverbrauch handelt.  Die nachfolgende Tabelle zeigt das Beispiel einer Klassifizierung von Gebäuden entsprechend ihrem Jahresheizwärmebedarf.  In dieser Tabelle sind die Klassen als Wärmeschutzklassen bezeichnet sind (Quelle: CasaClima, Provinz Bozen, Südtirol, Italien). Die Einteilung in sieben Klassen von A bis G wurde entsprechend der Einteilung von Elektrogeräten in Effizienzklassen gewählt.

Wärmeschutzklassen	Jahresheizwärmebedarf
Wärmeschutzklasse A	HWBNGF  ≤ 30 kWh/(m²·a)
Wärmeschutzklasse B	HWBNGF  ≤ 50 kWh/(m²·a)
Wärmeschutzklasse C	HWBNGF  ≤ 70 kWh/(m²·a)
Wärmeschutzklasse D	HWBNGF  ≤ 90 kWh/(m²·a)
Wärmeschutzklasse E	HWBNGF  ≤ 120 kWh/(m²·a)
Wärmeschutzklasse F	HWBNGF  ≤ 160 kWh/(m²·a)
Wärmeschutzklasse G	HWBNGF  > 160 kWh/(m²·a)

Es gibt ausserdem noch spezielle Definitionen der Energieeffizienz von Gebäuden, wie zum Beispiel Passivhaus. Ein Passivhaus hat definitionsgemäss einen Heizenergieverbrauch von ≤ 15 kWh/(m²·a), verbraucht also weniger Heizenergie, als ein Haus der Wärmschutzklasse A. Manchmal trifft man auch Bezeichnungen wie PassivhausPlus, was heissen soll, dass das Gebäude den Energiestandard eines Passivhauses hat und darüber hinaus mit energieerzeugenden Anlagen bestückt ist, so dass es mehr Energie produziert als es verbraucht. Solche Häuser sind zum Beispiel die von Rolf Disch geplanten Häuser in der Solarsiedlung am Schlierberg in Freiburg im Breisgau (siehe  Abbildung).

 

Die Solararchitektur findet in Europa immer mehr Beachtung, weil die dortige Umweltpolitik sich zum Ziel gesetzt hat, den Energieverbrauch und somit den CO2-Ausstoss im Hinblick auf den Klimawandel drastisch zu reduzieren. Eine vermehrte Nutzung der Sonnenenergie soll den Verbrauch von fossilen Energieträgern – Kohle, Erdöl und Erdgas - vermindern, nicht etwa weil diese Ressourcen endlich sind und einmal aufgebraucht sein werden (was eine rationale Überlegung wäre), sondern weil mit deren Verbrennung die Emission von klimaschädlichen CO2 verbunden ist. In Europa hat man sich in den Kopf gesetzt, das Klima retten zu wollen.

 

Die Nutzung der Sonnenenergie wird häufig propagiert mit dem Hinweis diese Energie sei gratis, aber das stimmt nicht. Gebäude, die ganz oder fast ausschliesslich mit Sonnenenergie betrieben werden, sind meistens sehr viel teurer als normale Bauwerke, denn um ein Haus ausschliesslich mit Sonnenenergie zu versorgen, muss man zum Teil zu teuren Massnahmen greifen: die Wärmedämmung, inklusiv der der Fenster, muss sehr viel effizienter sein als die in normalen Häusern um den Heizenergiebedarf so niedrig zu halten, dass er von den solaren Energieeinträgen gedeckt werden kann. Und Photovoltaik-Anlagen sind in der Anschaffung so teuer, dass ihre Amortisation sehr viel Zeit erfordert, sofern sie nicht staatlich subventioniert sind.

 

Die Solararchitektur entstand nicht, wie vielleicht manche Leute glauben, nach den Erdölkrisen der 70er und 80er Jahre, sondern schon vor dem Zweiten Weltkrieg, als noch niemand von Energiekrise und Klimawandel gesprochen hat. Die ersten experimentellen Solarhäuser entstanden in den Vereinigten Staaten und wahrscheinlich stammt auch das Wort „Solararchitektur“ (Solar Architecture) von dort.

 

Das grosse Problem der Sonnenenergienutzung, sei sie nun passiv oder aktiv, ist die Unbeständigkeit der Energiequelle. Die Sonne scheint nicht immer. Nachts hört der Energiefluss auf und  bei bedecktem Himmel nimmt er gewaltig ab. Schon einzelne Wolken vor der Sonne verringern sehr stark die Strahlungsleistung. Im Winter, wenn man die Sonnenwärme gut gebrauchen könnte, sind die Tage kürzer und der Himmel ist häufiger bedeckt.

 

Viele Ingenieure und Architekten haben deshalb nicht nur darüber nachgedacht wie man die solaren Energiegewinne, vergrössern kann, sondern auch darüber, wie man die an sonnigen Tagen gewonnene Wärme für die Nacht und ganz generell für solche Zeiten speichern kann, an denen die Sonne nicht scheint. Wer hat nicht schon einmal den Gedanken gehabt „Ach wie schön wäre es, wenn man von der (manchmal drückenden) Wärme im Sommer etwas für den Winter aufheben könnte“. Und genau diesem Wunsch hat die Solararchitektur ihre Entstehung zu verdanken. Aus dem Hunger nach solaren Wärmegewinnen, lässt sich leicht schliessen, woher die Solararchitektur stammt: aus Ländern, in denen man einen grossen Teil des Jahres heizen muss, wie in Nordamerika und in Europa.

 

Wir lassen unsere Geschichte der Solararchitektur mit den experimentellen Häusern beginnen, die das Massachusetts Institute of Technology (MIT) ab 1938 zu Studienzwecken gebaut hat. Es folgen dann Beispielen von Solarhäusern in den USA und in Europa. Die Beispiele sollen vor allem aufzeigen, mit welchen Mitteln man versucht hat, die von der Sonne gewonnene Wärme zu speichern. Am Ende der Geschichte stehen Häuser, die ihren Wärme- und Strombedarf ausschliesslich mit der Sonne decken, wie zum Beispiel die sogenannten Passivhäuser. Solche Passivhäuser gibt es immer mehr. Deutschland und die Europäische Union möchten, dass in Zukunft alle neuen Gebäude den Energiestandard von Passivhäusern aufweisen, nicht etwa, um fossile Energieträger einzusparen, weil diese unwiederbringlich sind, sondern, wie gesagt, um das Klima zu retten. Darüber kann jeder denken wie er will.