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Energieverluste durch Beschattung

Erschienen 2018-02-13 im RP-Energie-Blog (als E-Mail-Newsletter erhältlich!)

Permanente Adresse: https://www.energie-lexikon.info/rp-energie-blog_2018_02_13.html

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta, RP-Energie-Lexikon, RP Photonics Consulting GmbH

Inhalt: Ein erheblicher Mehrverbrauch an Heizwärme kann nicht nur durch Wärmeverluste entstehen, sondern auch durch entgangene solare Wärmegewinne infolge einer Beschattung z. B. durch Sonnenschutz, Rollläden oder Bäume.

Rüdiger Paschotta

Im Zusammenhang mit Energieverlusten denkt man meist an Stellen, wo Energie in irgendeiner Form (z. B. Wärme aus einem Gebäude) entweicht – beispielsweise an Wärmebrücken. Es gibt aber auch Verluste im Sinne von entgangenen Gewinnen – insbesondere entgangene solare Gewinne durch die Beschattung von Gebäuden. Dies ist oft ein recht erheblicher Effekt.

Sonnenschutz

Häufig wird eine Beschattung von Bewohnern sogar aktiv verursacht, beispielsweise durch die Verwendung eines außen angebrachten Sonnenschutzes zur Vermeidung lästiger Blendeffekte z. B. in Büros oder im Wohnzimmer beim Fernsehen. Dies führt in der Heizperiode häufig zu einem Mehrverbrauch der Heizungsanlage, der deutlich höher sein kann als der Verbrauch der gesamten Büroausstattung oder des Fernsehers in dieser Zeit. Auch wenn man wegen einer zu starken Abdunkelung da noch das Licht einschaltet, macht dies unter Umständen weniger aus als der Verlust von kostenloser Heizwärme.

Als grobe Faustregel kann man davon ausgehen, dass volle senkrechte Sonneneinstrahlung auf ein Fenster einer Heizleistung von außen von ca. 1 kW entspricht. Wenn das Fenster einen Energiedurchlassgrad (g-Wert) von z. B. 0,7 hat, gelangen 70 % davon als nutzbare Heizleistung in den Raum. Bei schrägem Einfall kann sich dies weiter verringern, z. B. auf 0,5 kW. Pro Quadratmeter Fensterfläche und Tag können aber bei schönem Winterwetter durchaus ein paar Kilowattstunden zusammenkommen; rund neun davon würden in etwa einem Liter Heizöl entsprechen.

Ein innen angebrachter Blendschutz hat diesen nachteiligen Effekt natürlich nicht – höchstens in geringem Umfang durch vermehrte Reflexion von Strahlung nach außen.

Rollläden

Man sieht manchmal, dass Bewohner alle Rollläden herunterlassen, wenn sie nicht zu Hause sind. Dies ist nicht nur eine Einladung für Einbrecher, sondern auch ein energetisches Problem. Zwar vermindert man damit die Wärmeverluste nachts ein wenig, jedoch verliert man vor allem auf der Südseite einiges an solaren Gewinnen. Von daher wäre es viel günstiger, die Rollläden von einer Zeitschaltuhr nur nachts herunterfahren zu lassen.

Bäume

Bäume, die in geringem Abstand südlich von einem Haus stehen, führen oft zu einer erheblichen Beschattung gerade auch im Winter – natürlich im Falle von Nadelbäumen viel mehr als bei Laubbäumen, die im Winter kahl dastehen. Verluste entstehen hauptsächlich durch die Beschattung von Fenstern, Photovoltaikmodulen und von Sonnenkollektoren. Vor allem bei letzteren entstehen durch teilweise Beschattung sogar wesentlich höhere Verluste der Produktion, als man naiv erwarten würde, weil ein erheblicher Teil der Sonnenwärme benötigt wird, um Wärmeverluste der Kollektoren auszugleichen. Wenn ein Kollektor beispielsweise zur Hälfte abgeschattet wird, geht dadurch häufig sogar die gesamte Produktion in dieser Zeit verloren, weil der Kollektor nicht mehr die nötige Temperatur erreicht. Bei der Photovoltaik gibt es aus ganz anderen physikalischen Gründen ähnliche Effekte, die aber je nach vor Schaltung der Solarzellen sehr unterschiedlich ausgeprägt sein können.

Die Beschattung des Mauerwerks einer Fassade betrifft oft eine noch deutlich größere Fläche, macht aber vor allem bei gut wärmegedämmten Fassaden nicht viel aus. Selbst ohne Wärmedämmung für die besonderen nur zu einer relativ geringfügigen Temperaturerhöhung der äußeren Oberfläche der Mauer und damit zu einer eher geringfügigen Reduktion der Wärmeverluste.

Es geht also hauptsächlich um die Fensterfläche sowie ggf. um Anlagen für die Gewinnung von Sonnenenergie. Natürlich sollte man solche möglichst so hoch auf dem Dach platzieren, dass sie wenig oder gar nicht beschattet werden können.

Immerhin gewinnt man durch einen Baum nach einigen Jahrzehnten eine gewisse Menge von erneuerbarer Energie in Form von Brennholz. Dies dürfte jedoch die in der gesamten Lebenszeit angefallenen Energieverluste kaum ausgleichen. Ein Baum kann nämlich nur einen sehr geringen Prozentsatz der Sonnenenergie, die er absorbiert, in Form von chemischer Energie speichern.

Aus den genannten Gründen bin ich kein Freund der Pflanzung z. B. von Fichten in Wohngebieten; solche Bäume gehören eher in den Wald. Hierbei geht es mir nicht in erster Linie um die Heizkosten, sondern um die klimaschädlichen Emissionen der Heizungsanlagen. Natürlich ist es auch für die Bewohner nicht unbedingt angenehm, wenn die Wohnung im Winter noch dunkler wird.

Erwünschte Beschattung

Natürlich ist eine Beschattung oft auch erwünscht – vor allem im Sommer, um die Überhitzung von Wohnräumen zu vermeiden. Hier ist ein außerhalb der Fenster angebrachter Sonnenschutz eine effektive Lösung. Auch Laubbäume können hier eine angenehme Wirkung entfalten und gleichzeitig im Winter relativ wenig der unerwünschten Beschattung erzeugen. Vielleicht spart man sogar Energie bei einer Klimaanlage – wobei deren Verwendung in unseren Breiten ohnehin oft unnötig ist, wenn man beispielsweise für einen ausreichenden Sonnenschutz sorgt.

Dieser Artikel erschien als Teil des RP-Energie-Blogs von Dr. Rüdiger Paschotta. Sie können Links auf diese Seite setzen, da ihre Adresse permanent ist, und die Seite auch zitieren. Siehe auch das RP-Energie-Lexikon.

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