Unsere Technik

Das Projekt Sonnenhaus aus gebäudetechnischer Sicht

Von Dipl.Päd. Ing. Martin Auerböck HTLVA Pinkafeld Meierhofplatz 1 7423 Pinkafeld


Wir von der HTL Pinkafeld sind durch ein Gespräch mit Herrn Höfler auf das Sonnenhaus Sparberegg aufmerksam geworden. Er hat uns die Anlage erläutert und wir haben danach begonnen, uns mit dem Sonnenhaus zu beschäftigen. Wir haben Messungen durchgeführt und sind zur Erkenntnis gekommen, dass dieses Projekt innovativ, umweltfreundlich und durchaus eine Herausforderung für die Zukunft ist.

Thermische Solaranlagen, wie sie seit Jahrzehnten zur Warmwasserbereitung und teilweise auch für die Raumheizung angewandt werden, können nur ca. 10% der auftreffenden Solarstrahlung in nutzbare Wärme in Form von Warmwasser umwandeln. Der solare Deckungsgrad beträgt dabei für die Warmwasserbereitung ca. 70% und für die Raumheizung ca 25%. Die Sonnenenergie kann aber auch in anderer Weise genützt werden. Diese verschiedenen Möglichkeiten werden in diesem Projekt umgesetzt, überwacht, analysiert und optimiert.


Die Nutzung der Sonnenenergie in verschiedenen Bereichen:


1. Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung

Für die Warmwasserversorgung sind 3 Speicher mit 1500 l vorhanden, welche mittels Ladesystem gestuft hintereinander geladen werden (Grafik siehe Seite 7). Damit wird automatisch die maximale Solarnutzung gewährleistet. Abhängig vom Angebot der Solaranlage wird die Wärme grundsätzlich vorrangig der Warmwasserbereitung zur Verfügung gestellt. Eine automatische Zuschaltung der Pelletsheizung im Sommerbetrieb für die Warmwasserbereitung bei langen Schlechtwetterperioden wird auf die Abendstunden reduziert.

Die Anwendung der Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung ist jener Teil der allgemein den höchsten Deckungsgrad erreicht, bedingt aber ein hohes Speichervolumen, welches in der Anlage mit 4500 l vorhanden ist. Weiters ist ein hohes Temperaturniveau der Solaranlage notwendig um Warmwasser mit mind. 60°C bereitzustellen.


2. Sonnenenergie zur Raumheizung

Gewöhnlich wird Sonnenenergie zu Heizzwecken nach dem gleichen System wie die Warmwasserbereitung angewandt. In Pufferspeichern wird Heizungswasser für die Verwendung in den Wärmeverbrauchern (Heizkörper, Fußbodenheizung) erwärmt. Im Projekt Sonnenhaus wird die Sonnenenergie über Solekreisläufe direkt in die zu beheizenden Räume und Bauteile (Fußboden, Wand) geleitet. ( Grafik siehe Seite 6) In Abhängigkeit der Außentemperatur wird für den Fall der Raumbeheizung die Wärmezufuhr in den Betonkörper der Fußböden des Hauses und in die Außenwand freigegeben und somit diese Bauteile erwärmt. Diese Bauteile geben die Wärme über die großen Flächen der Fußböden und Wände an den Raum ab. Diese Strahlungswärme erzeugt zusätzlich zur Erwärmung ein angenehmes Raumklima. Diese Heizkreise sind zeitweilig in der Lage die gesamte von der Sonne zur Verfügung gestellte Energiemenge aufzunehmen und erhöhen den solaren Deckungsgrad wesentlich.

Dieser Effekt ergibt sich aus dem geringen Temperaturbereich mit dem die Solaranlage betrieben werden kann. Bereits ab Temperaturen von ca. 30°C oder auch darunter in den Kollektoren kann die Sonnenenergie genutzt werden um angenehme Raumtemperaturen zu erreichen. Dieser Effekt bildet die Grundlage für den optimalen Einsatz der Energie im Sonnenhaus.

3. Sonnenenergie zur Dämmung

Durch den Einbau der direkten „Solar-Wandheizung“ wird die Temperatur in der Außenwand auf ein Niveau angehoben, der zwei wesentliche Effekte zur Folge hat. Da sich in der Wand eine erwärmte Schicht befindet wird der Wärmefluss nach außen behindert und so die Verluste aus dem Raum reduziert. Weiters reduzieren sich Taupunktsprobleme im Bauteil. Die Bodenplatte des Hauskellers ist ebenfalls mit Heizrohren ausgestattet und dient ebenfalls im Winter zur Temperierung und Trockenhaltung des Untergeschoßes als auch als Energiespeicher im Sommer.

4. Sonnenenergie für den Schwimmteich

Nicht neu, aber durchaus innovativ in der Form im Sonnenhaus, ist die Idee Sonnenenergie zur Schwimmbaderwärmung zu nutzen. Als Energiespeicher für die Wärme im Sommer ist der Heizkreis Teichboden angelegt, welcher auch den Schwimmteich erwärmt. Bereits bei sehr geringen Temperaturen (~ 25°C) kann die Solarwärme im Frühjahr und im Sommer genutzt werden. Somit ist eine Temperierung des Schwimmteiches auch schon in den Frühlingsmonaten problemlos möglich. Wenn das Angebot der Sonnenenergie zu groß ist und keine Abnahme der Wärme notwendig ist dient der Kreis Teichboden als Wärmeabnehmeer und somit als Überhitzungsschutz der Anlage.

5. Sonnenenergie für den Garten

Völlig neu in der Nutzung der Sonnenenergie ist der Heizkreis Garten. Die gätnerischen Aspekte sollen dabei durch die Solarwärme unterstützt und optimiert werden. Auch dieser Heizkreis kann mit sehr geringen Temperaturen betrieben werden, da die Erdschichten nicht beheizt sondern optimal temperiert werden sollen. Dieser Heizkreis wird größere Energiemengen im Zeitraum Jänner bis Mai benötigen um einerseits den Boden frostfrei zu halten und andererseits die Effekte früher Vegetation zu unterstützen. Dazu wir nicht nur die Solaranlage bereits bei geringem Temperaturniveau genutzt, sondern auch durch eine Umkehr der Heizkreise Teich und Kellerboden, die dort gespeicherte Wärme in den Garten geleitet. In diesem komplett neuen Anwendungsfeld der Solarenergienutzung, bedarf es noch eines großen Aufwandes an Messungen, Auswertungen und Optimierungen um zufriedenstellende Ergebnisse zu errreichen. Das Gesamtkonzept der Anlage hier ist technisch bereits sehr umfangreich und komplex, aber einzigartig und technisch sehr gut konzipiert um die Sonnenenergie in verschiedenen Formen aufzunehmen, aber vor allem zu nutzen. Damit kann ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion von CO2 und zum Umweltschutz geleistet werden.