Sommerlicher Wärmeschutz - Klimakomfort im Minergie-Gebäude - MINERGIE Schweiz
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Sommerlicher
Wärmeschutz
Klimakomfort im Minergie-Gebäude
1
Inhalt
Weniger heizen, mehr kühlen 4
Schützen und speichern 6
Sonnenschutz 8
Steuern und bewirtschaften 10
Varianten des Nachweises 12
Integral geplant 14
Ein Haus für morgen 16
Weitere Infos 18
Impressum
Herausgeber
Minergie Schweiz
Produktion
Konzept und Text: Sandra Aeberhard und
Othmar Humm, Faktor Journalisten AG,
Zürich; Sebastian El Khouli und Binta
Anderegg, Bob Gysin + Partner BGP,
Zürich; Christian Dietrich, Gartenmann
Engineering AG, Basel; Robert Minovsky,
Minergie, Basel
Redaktion: Sandra Aeberhard,
Faktor Journalisten AG, Zürich
Grafik: Christine Sidler,
Faktor Journalisten AG, Zürich
Druck: Birkhäuser + GBC AG, Reinach
Titelbild: EAWAG Forum Chriesbach
Dübendorf, Foto: Roger Frei; Seite 9: PERFOR MANCE
Glas Trösch; Seite 11: BE Netz AG,
neutral
Griesser AG, Regazzi SA; Seite 15: Drucksache
Dominique Wehrli; Seite 17: Arento AG No. 01-17-940006 – www.myclimate.org
© myclimate – The Climate Protection Partnership
Bauen für morgen Im vergangenen Jahrhundert sind die Temperaturen in der Deutschschweiz um 1,3 ° Celsius angestiegen. Die Prognosen zeigen: Diese Entwicklung geht weiter. Als Folge des Klimawandels werden wir Ge bäude künftig weniger heizen, dafür mehr kühlen müssen. Um auch unter diesen Vor zeichen im Sommer und Winter angeneh me Innentemperaturen zu haben, bedarf es einer umsichtigen Planung. Denn was wir heute bauen, muss auch den klimatischen Bedingungen in 50 Jahren genügen. Mit einem optimalen Sonnenschutz, einer effizienten Wärmeabfuhr sowie einem an gepassten Nutzerverhalten lassen sich auch künftig behagliche Raumtemperaturen erreichen – möglichst ohne Klimaanlage.
Weniger heizen, mehr kühlen
Deutlich mehr Hitzetage Der Heizwärmebedarf sinkt, während der
Klimakältebedarf exponentiell ansteigt.
Seit Messbeginn vor 155 Jahren ist die Behagliche Temperaturen in Innenräumen
Temperatur in unseren Breitengraden während Hitzeperioden sind ganz wesent
im Jahresmittel um rund 2 °C angestie lich von der Fassadengestaltung und der
gen. 2018 war der heisseste je gemesse Speicherfähigkeit der Bausubstanz ab
ne Sommer in der Schweiz. Die Auswir hängig. Vor allem die Qualität und Grösse,
kungen der Klimaerwärmung sind nebst Ausrichtung und Öffnungsmöglichkeit der
trockenen Sommern und schneearmen Fenster, möglichst automatische Beschat
Wintern auch eine Zunahme heftiger Nie tungssysteme sowie die Nachtauskühlung
derschläge und deutlich mehr Hitzetage sind von Bedeutung.
(Tageshöchsttemperaturen von 30 °C
und mehr). Vorausgesetzt, dass welt
weit grosse Anstrengungen zum Klima Mit der Planung fängt es an
schutz unternommen werden, ist in der
Schweiz bis in 40 Jahren mit zusätzlich Unsere Gebäude haben eine Lebensdau
12 Hitzetagen zu rechnen (Verdopplung). er von 50 bis 100 Jahren. Was wir heute
Weniger optimistische Szenarien gehen bauen, muss also auch zukünftigen klima
von 22 Hitzetagen aus. Höhere Tempe tischen Bedingungen gewachsen sein. Ziel
raturen im Winter haben zur Folge, dass sind behagliche Raumlufttemperaturen
der Heizwärmebedarf sinkt. Die Heraus möglichst ohne aktive Kühlmassnahmen
forderung wird künftig darin bestehen, die über den gesamten Nutzungszyklus. Ent
sommerliche Überhitzung der Gebäude zu wurfsparameter wie Gebäudeausrichtung,
vermeiden. Fensterflächen und Speicherfähigkeit des
Gebäudes sind entscheidend. Ein beweg
licher, gesteuerter, aussenliegender Son
Klimakältebedarf steigt nenschutz für transparente Bauteile ver
exponentiell hindert Wärmeeinträge im Sommer, lässt
sie aber im Winter zu. Überschüssige Wär
In der von der Hochschule Luzern im Auf me kann mittels Nachtauskühlung über
trag des Bundesamts für Energie durch die Fenster (Freecooling) oder Geocooling
geführten Studie «ClimaBau – Planen über die Bodenheizung effizient abgeführt
angesichts des Klimawandels» kommen werden.
die Autoren zum Schluss, dass der Klima Ein optimales Konzept zum sommerlichen
wandel bedeutende Auswirkungen auf den Wärmeschutz löst mehrere Zielkonflikte.
Energiebedarf und die Behaglichkeit in Etwa den Widerspruch zwischen der Re
Gebäuden hat. Verglichen wurden die Pe duktion des solaren Wärmeeintrags und
rioden «1995» (1980 – 2009) und «2060» der Notwendigkeit einer ausreichenden
(2045 – 2074) anhand von vier Beispiel Tageslichtversorgung oder jenen zwischen
Die Studie «Clima gebäuden (Altbau standard, Altbau ge den erwünschten solaren Gewinnen im
Bau» zeigt die schützt, Neubau massiv, Neubau hybrid). Winter und der Überhitzung im Sommer.
Entwicklung des
Heizwärme- res
pektive Klima
kältebedarfs auf.
Einfluss des Klimawandels – Vergleich der Perioden «1995» und «2060»
Altbauten bie
ten in der Regel Altbauten Neubauten
eine grössere Reduktion Heizwärmebedarf ca. 20 % ca. 30 %
Speichermasse bei Anstieg Klimakältebedarf exponentiell, jedoch deutlich stark, auf ca. 50 % der
gleichzeitig gerin geringer als Neubauten Heizwärme
gerem Glasan
teil in der Fassade Klimakälteleistung Periode 2060 25 % bis 40 % der Heizleistung bis zum Doppelten der Heiz
(Quelle: HSLU). leistung
4
Behaglichkeit
Städtebaulicher Kontext
In Städten werden die Temperaturen im
Die thermische Behaglichkeit wird indivi Sommer vor allem aufgrund der versiegel
duell sehr unterschiedlich wahrgenommen. ten Böden noch stärker ansteigen als in
ländlichen Gebieten, wodurch Wärmein
Als optimal gilt derjenige Zustand, der von
seln entstehen. Wichtig ist, dass natürliche
den meisten Benutzern als neutral, das Kaltluftachsen nicht durch bauliche Riegel,
heisst, weder zu warm noch zu kalt, emp etwa in Form grosser Gebäudevolumen, blo
funden wird. Die Norm SIA 180 betrach ckiert werden. Auch die Gebäudeumgebung
soll mithelfen, die Hitzebildung zu reduzie
tet Komfortbedingungen als angemessen, ren. Das heisst: mehr Grün- und Wasserflä
wenn mindestens 90 % der Benutzer unter chen, weniger versiegelte Oberflächen. Auch
der Voraussetzung einer normalen Tätig Dach- und Fassadenbegrünung haben einen
positiven Effekt auf die Temperaturentwick
keit und saisonüblicher Kleidung diese als lung in Gebäuden.
behaglich empfindet. Als Richtwerte für
sommerliche Raumtemperaturen empfiehlt
der SIA zwischen 22 °C und 26,5 °C.
Sommerlicher Wärmeschutz im Minergie-Gebäude
Aktive Kühlung
mit Eigenstrom
Abführen von Wärme
(Kamineffekt)
Nachtauskühlung
Aussenliegender über Lüftungsgerät
beweglicher
Grösse, Orientierung
Sonnenschutz: Nachtauskühlung und Gesamtenergie-
Minergie-Modul durch Querlüftung durchlass der Fenster
Sonnenschutz (Freecooling)
Festverschattungen Schmalen oder keinen
Geringe
(z.B. Vordächer) Sturz vorsehen
interne
Nutzbare (bessere Tageslichtnutzung)
Lasten
Speichermasse
Kühlung über Erdsonden
(Geocooling)
5
Schützen und speichern
Sommerlicher Wärmeschutz muss als Grundanforderungen
disziplinübergreifendes Thema von den
Architekten geplant werden. Bereits am Die Norm SIA 180 verlangt, ein Gebäu
Anfang sollten grundsätzliche Planungs de so zu planen, dass bei Nutzungen
entscheide gefällt werden, denn Volumet mit mässigen internen Wärmelasten, bei
rie und Orientierung eines Gebäudes, aber richtiger Bedienung des Sonnenschutzes
auch die Ausbildung der Fassade (Öff und natürlicher Lüftung ein behagliches
nungsanteil), sind von städtebaulicher Re Raumklima ohne aktive Kühlung gewähr
levanz. Die vielfältigen Anforderungen und leistet ist. Dabei gilt es im Grundsatz drei
Aspekte des nachhaltigen Bauens – und Punkte zu beachten: Im Vordergrund steht
dazu gehört der sommerliche Komfort – die Reduktion externer und interner Wär
sollen nicht mittels Technologie nachträg melasten. Verbleibende Wärmelasten soll
lich erfüllt werden. Vielmehr sind bauliche ten in Bauteilen zwischengespeichert und
und technologische Aspekte eng mitein anschliessend möglichst effizient abge
ander zu verflechten. führt werden.
Aktive Kühlung kann sinnvoll sein
In naher Zukunft werden sich die saisona
Wärmelasten reduzieren,
len Unterschiede im Angebot an Elektrizität Speicher nutzen
vergrössern. Während Winterstrom auf
grund der Ausserbetriebnahme von fossilen Wichtige Stellschrauben sind der solare
und nuklearen Kraftwerken knapper wird,
steigt die Verfügbarkeit von Sommerstrom Wärmeeintrag und die Speicherfähigkeit
aus Photovoltaikanlagen. Die Nutzung von von Bauteilen. Ist die Speicherfähigkeit
im Haus produzierten PV-Strom zur akti gering, steigen die Anforderung an den
ven Kühlung von Wohn- und Arbeitsräumen
während Hitzeperioden kann sinnvoll sein, Sonnenschutz. Umgekehrt lassen höhe
vor allem weil an diesen Tagen sehr viel Son re Raumspeicherfähigkeiten mehr Freiheit
nenstrom anfällt, der tendenziell zu einem bei der Gestaltung der Fassade und des
Überschuss führt.
Sonnenschutzes zu. Besondere Aufmerk
Massivdecke Akustikdecke Akustikdecke
Solarer Wärmeeintrag Solarer Wärmeeintrag Solarer Wärmeeintrag
100 % 70 % (– 30 %) 50 % (– 50%)
Unterlagsboden mit Parkett Doppelboden mit Teppich
Das Zusammenspiel von aktivier- Wird eine Akustikdecke einge- Um ca. 50 % muss der solare
barer Speichermasse und Sonnen- baut, muss der solare Wärme- Wärmeeintrag verringert
schutz zeigt der Vergleich von drei eintrag um ca. 30 % reduziert werden, falls Decke und Boden
Varianten eines Typraumes. Falls werden. Dafür eignen sich hoch- thermisch vom Raum entkop-
sowohl Decke als auch Boden als selektive Sonnenschutzgläser pelt sind.
Speichermasse verfügbar sind, lässt und wirksame aussenliegende
sich eine behagliche Raumtemperatur bewegliche Sonnenschutzein-
auch in Hitzeperioden sicherstellen. richtungen.
6
samkeit erfordern Nutzungen, bei denen −− Keine Über-Eck-Verglasungen bei
akustische Massnahmen getroffen wer hohem Glasflächenanteil und geringer
den müssen, da die Speichermassen da Speichermasse
durch reduziert werden können. Wichtig: −− Schmaler oder kein Fenstersturz für
Die Reduktion der Wärmedämmung trägt eine bessere Tageslichtnutzung bei glei
nicht zur Verringerung hoher sommerli chem Wärmeeintrag
cher Temperaturen bei. −− Gute Lichttransmission (τ-Wert oder
Da der Sonnenschutz idealerweise nur Tvis-Wert)
bei direkter Besonnung geschlossen −− Die Fassadenkonstruktion (Massiv-
ist, spielt die Verglasung vor allem bei oder Holzbau) spielt bei einem geringen
Räumen mit niedriger S peichermasse Flächenanteil eine untergeordnete Rolle.
und Ausrichtungen mit hohem Diffus −− Minimierung der internen Lasten (effizi
strahlungsanteil eine wichtige Rolle. Für ente LED-Leuchten und IT-Ausrüstungen,
Verwaltungsgebäude sind deswegen effiziente elektrische Geräte, Energieeti
oftmals hochselektive Sonnen-Wärme kette beachten)
schutzverglasungen zu empfehlen.
Massnahmen
−− Ausgewogene Glasflächenzahl: Woh
nungsbau 20 % bis 30 %; Bürobau 30 %
bis 40 %
−− Geringe U- und g-Werte der Fenster
−− Sehr guter, beweglicher Sonnenschutz
−− Optimierte Speichermasse: aktivierbare
Decken und Böden, keine abgehängten
Decken, möglichst rohe Betondecken so
wie schwere Innenwände
−− Sehr gut gedämmte Gebäudehülle
Kennwerte zu zwei typischen Räumen
Wohnraum Büroraum
Massivdecke Decke thermisch zu 80 % entkoppelt
mit Akustikpaneelen
Unterlagsboden mit Parkett Doppelboden mit Installationsraum
Zwei typische Räume
mit einer Nettoge
Schwerpunkt Speicherfähigkeit Minderung solarer Wärmeeintrag schossfläche von je
25 m2, identischem
g-Wert Verglasung 50 % 27 % aussenliegendem
g-Wert total (mit 10 % 7% Rafflamellenstoren
Sonnenschutz) und Westausrichtung.
Die Glasflächenzahl
Spezifische Wärme 50 Wh/m2 K 30 Wh/m2 K beträgt für beide Vari
speicherfähigkeit anten 30 %.
7Sonnenschutz
Heute wird der Sonnenschutz üblicher Verhältnis von Lichttransmission und
weise über aussenliegende Lamellen Gesamtenergiedurchlass (Selektivitäts-
storen oder Markisen gelöst. Auch bauli kennzahl)
che Verschattungen wie Balkone können Eine gute Lichttransmission ist erwünscht,
dazu beitragen, solare Lasten zu reduzie um Elektrizität für die Beleuchtung zu
ren. Solche Lösungen können allerdings sparen. Der Gesamtenergiedurchlass
die Tageslichtverfügbarkeit massgebend sollte dagegen möglichst tief sein, um in
beeinflussen. Bei hohen Verschattungs Bürohäusern den sommerlichen Wärme
winkeln sind sie deswegen nicht für alle schutz sicherzustellen. Im Verhältnis der
Nutzungen gleich geeignet und auch die beiden Grössen zeigt sich eine Qualität
Auswirkungen auf den (gewollten) winter der Verglasung, wie sie in Bürobauten
lichen Wärmeeintrag müssen beachtet sinnvoll sein können, z. B. 2,0 (Selektivi
werden. Dasselbe gilt bei der Verwen tät). In Wohnbauten ist der winterliche So
dung von Sonnenschutzgläsern. Dar larwärmeeintrag sehr willkommen (hoher
aus ergibt sich ein Zielkonflikt zwischen g-Wert).
Tageslichtnutzung und sommerlichem
Wärmeschutz. Architektinnen und Bau
herrschaften sollten deshalb diese Mass
nahmen sorgfältig abwägen.
3 Varianten des Sonnenschutzes, Kennwerte
Situation 1,7 m hohes Fenster mit aus Vordach vor breitem, raum- Schmales, raumhohes Fenster
senliegendem beweglichem hohem Fenster mit aussen- mit umlaufender heller Laibung
Sonnenschutz liegendem Sonnenschutz (ohne aussenliegendem
Sonnenschutz)
Tageslichtnutzung 1,5 m
besser schlechter 0,4 m
2,5 m
2,5 m
5m
1m
Bauliche Verschattung keine 1,5 m 0,4 m
Prinzipien des
Sonnenschutzes für
einen westorientierten Lichttransmission Tvis 70 % 70 % 52 %
Raum mit unterschied Verglasung
lichen Glasqualitäten g-Wert Verglasung 50 % 50 % 26 %
und Glasanteilen. Die
spezifische Wärme Verhältnis Tvis und g-Wert 1,4 1,4 2,0
speicherfähigkeit Glasanteil 30 % 50 % 30 %
beträgt für alle Vari
anten 50 Wh/m2 K. g-Wert total 10 % 10 % 26 %
8Auswahlkriterien Kleine g-Werte vermindern die passive
Sonnenenergienutzung, auch zu Zeiten, in
Bei der Wahl des Sonnenschutzsystems denen Solarwärme sehr willkommen ist.
müssen weitere Aspekte beachtet werden: Für Wohnbauten sollte deshalb der sola
−− Erforderliche Windwiderstandsklasse in re Wärmegewinn entsprechend hoch ge
Abhängigkeit der Windregion, Geländeka wichtet werden. Bei diesen Bauten lässt
tegorie und Einbauhöhe sich der sommerliche Wärmeschutz typi-
−− Erfordernisse eines zusätzlichen Blend scherweise mit anderen Massnahmen, vor
schutzes allem mit einem äusseren beweglichen
−− Sichtbezug nach aussen Sonnenschutz und mit viel Speichermasse
−− Möglicher Vandalismus realisieren.
−− Vermeidung von Schlagschattenbildung Bei der Bestellung von Sonnenschutz
verglasungen spielt mitunter der b-Fak
tor eine Rolle, das Verhältnis der g-Werte
Licht ja, Wärme nein einer Sonnenschutzverglasung und einer
Verglasung ohne Sonnenschutzbeschich
Sonnenschutzgläser bieten eine Filter tung (auf einen g-Wert von 80 % nor
funktion: Die selektive Beschichtung re miert).
flektiert langwellige Infrarotstrahlung Beispiel: g-Wert Sonnenschutz 24 %;
überwiegend und lässt kurzwellige, sicht g-Wert ohne Sonnenschutz 80 %,
bare Strahlen zum grossen Teil passieren. b-Faktor demnach 0,3.
Der Wärmeeintrag in den Raum reduziert
sich dadurch, ohne dass die Tageslicht
versorgung stark vermindert wird. Die
meisten Hersteller von Sonnenschutzver
glasungen differenzieren die Beschich
tungen, indem sie das äusserste der drei
Gläser auf der inneren Oberfläche gegen
Solareintrag beschichten, die beiden in
neren Gläser auf der äusseren Oberfläche
mit einer Wärmeschutzschicht ausrüsten.
Sonnenschutzverglasungen sollten also
eine möglichst hohe Lichttransmission
und einen geringen Gesamtenergiedurch
lassgrad aufweisen. Das Verhältnis der
beiden Grössen wird in der Fachwelt als Reflexion
Selektivitätskennzahl (S) bezeichnet Sonnenenergie Durchlass
Tageslicht
(S = τ/g). Falls die Verglasung zum Son Selektive
nenschutz beiträgt, sollte die Selektivi Beschichtung
tätskennzahl möglichst gross sein. Zu Wärmedämm- Wärme-
beachten ist, dass τ-Wert und g-Wert in beschichtung reflexion Aufbau eines
ihrer Grösse nicht linear korrelieren. Sonnenschutzglases.
Sonnenschutzverglasungen: typische Kennwerte und Grössenbeispiele*
Hohe Werte Niedrige Werte High Performance
Lichttransmission τ 66 % 17 % 52 %
Gesamtenergiedurchlassgrad g 39 % 13 % 26 %
Selektivitätskennzahl 1,7 1,3 2
* Diese typischen Kennwerte beziehen sich auf 3-fach-Sonnen-Wärme-Schutz-Veglasungen.
9Steuern und bewirtschaften
Dem Verhalten von Bewohnerinnen und sung. Ein gängiger Ansatz ist das Geo
Nutzer kommt im sommerlichen Wärme cooling, bei dem «Erdkälte» zur Senkung
schutz eine grosse Bedeutung zu. In der Raumtemperatur dient. Grundwas
Wohngebäuden erfolgt das «Wärme ser kann ebenfalls als Kältequelle ge
management» in der Regel von Hand nutzt werden, ist vor dem Hintergrund ei
– sozusagen gemäss dem «gesunden ner möglichen Grundwassererwärmung
Menschenverstand». In Büro- und Ge aber mit Vorsicht zu beurteilen. Ist eine
werbebauten sowie im Gesundheitsbe Erdsondenheizung vorhanden, dient die
reich sind automatisierte Systeme sinn Rückführung der Wärme ins Erdreich der
voll. Häufig sind diese Funktionen mit Regeneration. Der Wärmeentzug erfolgt
der Gebäudeautomation kombiniert. Das meist über die Fussbodenheizregister
Minergie-Modul Sonnenschutz ist die op oder über eine Vorkonditionierung der Zu
timale Lösung für Wohn-, Büro- und Ge luft. In beiden Fällen muss die Gefahr ei
werbebauten. ner Kondensatbildung und im Falle einer
Fussbodenkühlung auch die Eignung des
Bodenbelags berücksichtigt werden. Die
Wärme abführen effektive Kühlleistung ist deswegen meist
begrenzt. Auch die durch PV unterstütz
Wenn möglich, sollten Wärmelasten na te Kühlung ist eine Möglichkeit, das som
türlich, z. B. über eine Fensterlüftung, merliche Raumklima zu verbessern.
abgeführt werden (Freecooling). Insbe
sondere eine Nachtlüftung kann zur Ver
besserung des sommerlichen Innenraum Einfach statt kompliziert
klimas beitragen – Voraussetzung sind
entsprechende Raumspeichermassen und Systeme mit wenig Steuerungstechnik
eine günstige Geometrie der Fensteröff sind komplexeren Lösungen stets vorzu
nung. Hohe Fensteröffnungen sind bei ziehen. Mit geringerer Komplexität min
gleicher Öffnungsfläche deutlich effekti dert sich die Wahrscheinlichkeit von feh
ver als flache. lerbehafteter Planung und Bedienung.
Die Grenzen der natürlichen Fenster- Zudem sind sie günstiger in der Erstellung
nachtlüftung werden aber vor allem im und verbrauchen oft weniger Energie im
städtischen Umfeld sichtbar: Lärm, Luft Betrieb.
qualität und innerstädtische Sommer
temperaturen können den Nutzen einer
natürlichen Kühlung über die Fenster teils Massnahmen
erheblich einschränken oder gar aus
schliessen. Ähnlich ist die Situation, wenn Neben einem aussenliegenden beweg
aus Gründen der Sicherheit nur einge lichen Sonnenschutz, wenn möglich
schränkte Möglichkeiten vorhanden sind, tageslichtabhängig gesteuert (im Büro
Fenster oder Teile der Fassade zu öffnen. bau schon weit verbreitet) und mit hoher
Idealerweise wird darauf mit einer Reduk Windwiderstandsklasse, sind folgende
tion der solaren Einträge durch bauliche nutzungsspezifische Massnahmen zur
Massnahmen reagiert. Nachtauskühlung möglich:
Effiziente und ressourcenschonende −− Querlüftung ermöglichen
technische Lösungen können einen Bei −− Dreh-Kipp-Flügel einplanen, allenfalls
trag zum thermischen Komfort leisten. mit motorischem Antrieb
Die kontrollierte Lüftung allein ist bei −− Kamineffekt nutzen: Treppenhäuser
verhältnismässig geringen Luftvolumen mit steuerbaren Oberlichtern respektive
strömen ohne zusätzliche Massnahmen Rauch- und Wärmeabzug (RWA) ausstat
allerdings meist keine ausreichende Lö ten. Wenn möglich in Verbindung mit ein
10bruchssicheren Nachströmungsöffnungen Präsenszeit nachts während Nachtaus
in der Fassade und brandfallgesteuerten kühlungsphase.
Türen zum Treppenhaus im EG. Massnahmen: höherer Technisierungs
−− Nutzung von Atrien oder Innenhöfen grad, Übersteuerung der Gebäudeauto
−− Nachtkühlung über die Lüftungsanlage mation durch Nutzer muss möglich sein
mit Bypass-Funktion, wenn Nachtausküh für hohe Nutzerzufriedenheit, effektive
lung über Fenster nicht möglich ist (Si Nachtauskühlung mit hohen Luftwech
cherheit, Lärm, Insekten, Zugerscheinun selraten notwendig – manuell, automati
gen in Schlafräumen). siert, allenfalls wassergeführte Systeme
−− Betriebliche Instruktionen und Optimie wie thermoaktive Bauteilsysteme (TABS)
rungen (richtig lüften, richtige Bedienung für höheren Wirkungsgrad. Die Wirkung
des Sonnenschutzes, richtige Steuerung dieser Massnahme bedingte eine ausrei
der Lüftung) chende Speicherfähigkeit. Konflikte mit
Sicherheitsaspekten wie Einbruchschutz
und Gewitter beachten. Das Minergie-
Nutzungsabhängige Lösungen Modul Sonnenschutz Business ist für ge
werbliche Nutzungen optimiert.
Wohnungsbau
Ausgangslage: Lange Abwesenheit tags Alters- und Pflegezentren
über und meist kein gesteuerter Sonnen Ausgangslage: Lange Präsenszeit tags
schutz, geringe interne Wärmelasten, über und nachts, teilweise hohe interne
lange Präsenzzeiten nachts (während Lasten, sensible Nutzer in Bezug auf Be
möglicher Nachtauskühlung). haglichkeit, meist Gebäudesteuerung vor
Massnahmen: Nachtlüftung über Kipp handen, Präsenzzeit des Personals rund
fenster oder Lüftungsanlage; Wärmeent um die Uhr.
zug über Register der Bodenheizung und Massnahmen: Übersteuerung der Gebäu
Erdsonde, einfache Bedienung anstre deautomation durch leitendes Personal
ben. Das Minergie-Modul Sonnenschutz muss möglich sein für hohe Nutzerzu
Links: Strom von der Home bietet eine Gesamtlösung für den friedenheit, effektive Nachtauskühlung
eigenen PV-Anlage für
Wohnungsbau, eingeschlossen die Regu mechanisch oder manuell, dabei sind
die Kühlung nutzen.
lierung. Konflikte mit Sicherheitsaspekten wie
Mitte: Nach Minergie Gewitter zu beachten (Kippflügel). Eine
zertifiziertes
Büro- und Gewerbebauten Schulung der Mitarbeitenden ist sehr
Sonnenschutz-Modul.
Ausgangslage: Lange Präsenszeit tags wichtig!
Rechts: Das Nutzer über, grosse interne Lasten, meist Ge
verhalten trägt viel
bäudesteuerung vorhanden, geringe
zum guten Raum-
klima bei.
11Varianten des Nachweises
Für den Nachweis des sommerlichen Wär Speichermasse des Gebäudes über ei
meschutzes gilt die Norm SIA 180 «Wär nen besseren Sonnenschutz oder eine
meschutz, Feuchteschutz und Raumklima reduzierte Glasflächenzahl ausgeglichen
in Gebäuden», subsidiär auch die Nor werden kann. Die Variante 2 nach Miner
men SIA 382/1, SIA 342 und SIA 416 so gie beurteilt auch – wie Variante 3 – den
wie die Merkblätter SIA 2024 und 2028. Komfort (interne Lasten, Nachtausküh
Eine Minergie-Zertifizierung bedingt einen lung etc.), insbesondere Raumtemperatu
Nachweis, der in wesentlichen Punkten ren über 26,5 °C während weniger als 100
von der SIA-Norm abweicht. Im Unter Stunden. Der Nachweis erfolgt anhand
schied zum SIA-Nachweis setzt Minergie des Hilfstools SoWS, das kostenfrei auf
bei allen drei Varianten standortbezoge www.minergie.ch Zertifizieren verfüg
ne Vorgaben. Wie die SIA-Norm 180 bie bar ist. Die «Anwendungshilfe zu den Ge
tet der Minergie-Nachweis drei Varianten bäudestandards» bietet eine Anleitung für
an, wobei überwiegend die Variante 1 mit das Hilfstool SoWS. Das Nachweisverfah
der «Globalbeurteilung von Standardfäl ren eignet sich auch als Planungstool.
len» ausreichend ist; dies gilt vor allem für Die Variante 3 des Nachweises bedingt
Wohngebäude. eine thermische Gebäudesimulation. Er
Die Variante 2 basiert auf einem raum forderlich ist diese Variante, falls eine ak
weisen Systemnachweis, in dem die we tive Kühlung mittels einer Kältemaschi
sentlichen Stellschrauben – Glasfläche, ne vorgesehen ist, sowie für Spezialfälle.
Wärmespeicherfähigkeit und Sonnen Die Simulation muss nachweisen, dass
schutz – justiert werden. In Analogie zur Raumtemperaturen über 26,5 °C während
SIA-180-Verfahren 3 erlaubt die Minergie- längstens 100 Stunden pro Jahr wirksam
Variante 2 eine Optimierung des Gesamt sind. Die Norm SIA 180 lässt teilweise
systems «Haus» über die Gewerke hin Übertemperaturen während bis zu 400
weg, indem beispielsweise eine geringe Stunden zu.
Drei Varianten des Nachweises für die baulichen Grundanforderungen
Verbesserung der
Standort, Konzept der baulichen
baulichen Massnahmen
Klimastation Massnahmen
oder höheres Verfahren
Freie Wahl
Freie Wahl
Variante 1 Variante 2 Variante 3
Anforderungen an: Anforderungen an: Simulation
– Befensterung: keine – Wärmespeicherfähigkeit
Oblichter – Ausrichtung Fenster
– Sonnenschutz – Glasflächenzahl,
– Nachtauskühlung Sonnenschutz,
– Interne Wärmelasten Verschattung
Für den Nachweis – Max. Glasflächenzahl – Max. gtot
des sommerlichen
Wärmeschutzes bietet
Minergie drei Varian
ten an. Die Variante 1
«Globalbeurteilung von Ende Erfüllt?
ja nein
Standardfällen» ist bei
den meisten Bauten
ausreichend.
12Globalbeurteilung von Minergie für fünf Klimagruppen und vier
Standardfällen nach Variante 1 Raumtypen maximale Glasflächenzah
len fest. Die Glasflächenzahl zg ist das
Fünf Bedingungen gelten für den Nach Verhältnis der lichtdurchlässigen Glas
weis nach Minergie-Variante 1: flächen zur Nettogeschossfläche, also
−− Befensterung: keine Oblichter zg = Ag/ANGF. Die Glasflächenzahl ist nicht
−− Sonnenschutz: aussenliegende, beweg zu verwechseln mit dem Glasanteil, bei
liche Rafflamellenstoren oder Rollläden dem sich die lichtdurchlässige Glasfläche
mit einem Gesamtenergiedurchlass gtot auf die entsprechende Fassadenfläche
von maximal 0,1. Die Windfestigkeit muss bezieht.
mindestens der Windwiderstandklasse Klimagruppen. A: Tessin; B: Gebiet Gen
5 nach Norm SIA 342 entsprechen, was fer- und Neuenburgersee; C: Unterwallis,
eine Windgeschwindigkeit in abgesenkter Mittelland, Ostschweiz, Zürich; D: Voral
Stellung von bis zu 75 km/h erlaubt. pen; E: alpine Standorte.
−− Nachtauskühlung mit Fensterlüftung Raumtypologie. Räume mit einer oder
muss möglich sein. (Der Einbruchschutz zwei Fassaden, mit Beton- und Holzde
ist nicht Gegenstand der Minergie-Zerti cken, Unterlagsboden mit unterschiedli
fizierung.) chem Aufbau, mit mehrheitlich freier re
−− Die internen Wärmelasten liegen unter spektive abgedeckter Betondecke und
den Standardwerten nach Merkblatt SIA äusserer Beschattung durch Balkone.
2024. Für die Nutzung «Wohnen MFH» Beispiel für ein Gebäude im Mittelland:
beträgt dieser Standardwert 84 Wh/m2 d, Ein 20 m2 grosser Wohnraum mit bis zu
was bei einer 100 m2 grossen Wohnung zwei Fassaden und einer über 80 % frei
einem Wärmeeintrag durch interne Lasten en Betondecke kann eine Glasfläche von
von 8,4 kWh pro Tag entspricht. maximal 4,8 m2 aufweisen (Glasflächen
−− Glasflächenzahl: Je nach Standort und zahl 0,24). Bei demselben Raum, aber mit
Raumeigenschaften liegt der zulässige einer Holzdecke und einem 6 cm dicken
Wert zwischen maximal 0,11 und 0,46. Zementunterlagsboden darf die transpa
rente Glasfläche 3,6 m2 nicht übersteigen
Der Nachweis mit der Variante 1 ist – wie (Glasflächenzahl 0,18).
jene der Varianten 2 und 3 – standort Die vollständigen Tabellen sowie weitere
abhängig. Um das Klima am Standort Hinweise finden sich in der Minergie-An
des Gebäudes zu berücksichtigen, setzt wendungshilfe, Abschnitt 8.2.1.
Keine Oberlichter
Aussenliegender
beweglicher
Sonnenschutz Nachtauskühlung mit
mit Rollläden oder Fensterlüftung ist möglich
Rafflamellenstoren
(g-Wert ca. 0,1)
interne Wärmelasten nicht höher als
Standardwerte gemäss Merkblatt SIA 2024
Die fünf Bedingungen
für den Nachweis nach
Minergie-Variante 1.
13Integral geplant
Objekt Das Ensemble mit drei unterschiedlichen eine hochwärmegedämmte Gebäudehülle
Büro und Produktion, Gebäuden in Oberwinterthur zeichnet sich und optimale Speichermasse (Decke und
Winterthur
durch ressourcenschonende Konstruk Boden) sowie mineralische Oberflächen
Bauherrschaft tionsweise, ein innovatives Energiekon schaffen optimale bauliche Voraussetzun
Baltensperger AG und zept ohne fossile Energiequellen und ei gen für komfortable Innenraumtempera
3-Plan AG, Winterthur
nen hohen Vorfabrikationsgrad aus. Das turen. Für eine effektive Nachtauskühlung
Architektur 100 Meter lange Produktionsgebäude der nutzt das Gebäude den Kamineffekt. Mo
Bob Gysin Partner Zimmerei leitet zum Bürogebäude über. torisch gesteuerte Lüftungsflügel im Be
BGP Architekten ETH
SIA BSA, Zürich Gestalterisch differenziert, stellt sich ein reich des Haupteingangs, in der Fassade
fünfgeschossiger Büroneubau dazu. Die hinter den Holzlamellen und im Treppen
Bauingenieur ser Beton-Skelettbau mit vorgehängten haus ermöglichen im Sommer und bei Be
Wetli Partner,
Winterthur
Glasfaserbetonelementen kann in drei Zo darf eine natürliche Nachtauskühlung. Mit
nen unterteilt werden: aussteifender mas einem manuellen Lüftungsflügel können
Haustechnik siver Kern, konzentrische Zirkulationszone die Nutzenden das Raumklima individuell
3-Plan, Winterthur
mit Kaffeenischen und aussenliegender, steuern. Zusätzlich wurde ein intelligen
Energie und zonierter Open-Space-Arbeitsbereich. ter, aussenliegender Sonnenschutz mit
Nachhaltigkeit einer optimierten Tageslichtnutzung durch
3-Plan, Winterthur
Lichtlenkung und Reflexion angebracht.
Sonnenschutz Bauliche und technische Die internen Lasten werden so gering wie
Griesser AG, Aadorf Massnahmen möglich gehalten, unter anderem durch
optimierte Geräte und LED-Leuchten.
Baujahr
2014 – 2017 Der thermische Komfort für die Nutzen Eine reversible Luft-Wasser Wärmepum
den war bereits beim Entwurf zentral. pe sichert Sommer wie Winter angenehme
Standard
Dieser folgt den drei Grundprinzipien, die Raumtemperaturen. Der Strom zum Hei
Minergie-P
(ZH-414-P) solare Einstrahlung auf die Fassade zu zen oder Kühlen wird durch eine Photovol
minimieren, die Masse als Zwischenspei taikanlage mit hoher Eigenstromnutzung
cher zu nutzen und die überschüssige erzeugt. Dieses innovative Konzept wurde
Wärme effizient abzuführen. Ein ausge durch eine gesamtheitliche Planung über
wogener Fensterflächenanteil von 38 %, alle Gewerke möglich.
Effiziente Nachtauskühlung Optimierte Tageslichtnutzung
Ausreichendes Tages
licht und ein effektiver
sommerlicher Wärme
schutz müssen kein
Widerspruch sein.
14Angemessener Fens
teranteil, viel Spei
chermasse und eine
gut gedämmte Hülle
sind optimale Vor
aussetzungen für
ein behagliches
Raumklima.
15Ein Haus für morgen
Objekt Seit Juni 2018 ist das Mehrfamilienhaus Konstante Raumtemperaturen
Sonnenpark Plus, Sonnenpark Plus in Wetzikon bewohnt.
Wetzikon
Das Gebäude mit zehn 4,5- und 5,5-Zim Den sommerlichen Wärmeschutz löste
Bauherrschaft mer-Wohnungen erfüllt hohe Anforde das Planungsteam sowohl mit baulichen
Arento AG, Hinwil rungen an die Energieeffizienz und das als auch technischen Massnahmen. Die
Architektur Wohnklima. Das optimal auf den Lauf der grossen Fenster an der Südfassade wer
Arento AG, Hinwil Sonne abgestimmte Gebäude bildet einen den bei hohem Sonnenstand im Sommer
kompakten Körper und ist südseitig mit durch die Balkone natürlich beschattet.
Bauingenieur
Forster & Linsi AG, Photovoltaik-Elementen, nordseitig mit Damit wird vermieden, dass die Räume
Pfäffikon einer vorvergrauten Holzschalung einge überhitzen. Bei tiefem Sonnenstand im
fasst. Winter dient die Sonne als willkomme
Gebäudetechnik
Gasser Energy
ner Wärmelieferant. Die Strahlen dringen
Oberhasli durch die Fenster, wodurch sich die mas
Lehm als Speicher siven Böden aufwärmen können. Die Hei
Sonnenschutz
Griesser AG, Aadorf
zung und Kühlung erfolgt über Lehmwän
In Innern des Hauses wurden rund 25 de: Anstelle einer Bodenheizung werden
Baujahr Tonnen Lehm verbaut, der als Speicher die Räume durch eine Wandheizung auf
2017 – 2018
masse dient. Der Baustoff trägt auch zu angenehme Raumtemperaturen gebracht.
Standard einem ausgeglichenen Feuchtehaushalt Im Sommer wird kaltes Wasser (Vorlauf
Minergie-P bei, was trockener Raumluft während 20 °C, Geocooling über Erdsonde) durch
(ZH-447-P)
Hitze- und Heizperioden entgegenwirkt. das System geführt. Diese Kühlung kann
Grosse Fensteröffnungen schaffen die die Räume auch bei Aussentemperaturen
Verbindung zwischen Innen- und Aus über 30 °C konstant bei rund 23 °C hal
senraum. Die Balkone erstrecken sich ten – bei äusserst geringem Energiever
über die gesamte Länge des Hauses. Das brauch. Auch bei der Komfortlüftung be
Minergie-P-Gebäude nutzt Regenwasser steht die Möglichkeit zur Kühlung, da sich
und Eigenstrom. Die Photovoltaikanlage die Frischluft über die Erdsonden leicht
auf dem Dach und in der Fassade produ kühlen lässt. Nebst dem Kühleffekt ist bei
ziert übers Jahr mehr Energie als für Hei dieser Variante auch der Feuchtegehalt
zung, Warmwasser und Haushaltsstrom in der Luft angenehmer. Als Massnahme
gebraucht wird. Den Bewohnerinnen und des technischen Wärmeschutzes wurde
Bewohnern steht zudem ein Elektroauto ein KNX-Steuersystem mit Wettersenso
zur Verfügung, das ebenfalls mit Solar ren und Fühlern eingebaut. Dieses akti
strom betrieben wird. viert automatisch den als Lamellenstoren
ausgebildeten Sonnenschutz, sobald die
definierte Raumtemperatur erreicht wird.
Auch wenn die Bewohner längere Zeit ab
wesend sind, kann dadurch vermieden
werden, dass sich die Räume zu stark
aufheizen.
16Die eingezogenen
Balkone erstrecken
sich über die gesamte
Länge der Südfassade
und dienen als natür
liche Beschattung der
grossen Fenster.
17Weitere Infos
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Minergie ist seit 1998 der Schweizer Tageslicht – Höchste Lichtqualität im
Standard für Komfort, Effizienz und Minergie-Gebäude. Download unter
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bauten und Modernisierungen umfasst
alle Gebäudekategorien. Die Ziele sind Kühlen mit PV – optionale Haustechnik
höchster Wohn- und Arbeitskomfort, tiefer für das Minergie-Gebäude.
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trollierter Luftwechsel und eine effiziente Climabau – Planen angesichts des Klima
Versorgung mit erneuerbaren Energien. wandels. Energiebedarf und Behaglichkeit
heutiger Wohnbauten bis ins Jahr 2100.
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Klimaszenarien für die Schweiz
Download unter www.nccs.admin.ch
Klimawandel und Auswirkungen
Schweizer Klimaszenarien CH2018
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Energie und Umwelt Minergie-Liste der
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Energie und Umwelt Minergie-Modul
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