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Hinter der Materialoberfläche der Raumbegrenzung muss eine genügend dicke Materialschicht ausgewiesen werden, um über die ganze Zeit der Strahlungs- und Wärmeeinwirkung die Absorptionsleistung zu gewährleisten und so erst eine Energiespeicherung zu ermöglichen. In Tabelle 1 ist die Eindringtiefe bei 4-stündiger und bei 8-stündiger Einwirkung ersichtlich. Massgebend für den Hochwinter ist die Eindringtiefe bei 4-stündiger Einwirkung, da die Sonne nicht länger kraftvoll scheint.
Diese relativ geringen Eindringtiefen lassen den Schluss zu, dass Innenwände und Zwischendecken die ökonomischsten Speicher abgeben, da die Eindringtiefe von beiden Seiten anrechenbar ist und sinnvolle aktive Konstruktionsstärken ergeben. Zur spezifischen Eignung der Bauteile kann Folgendes ausgesagt werden.
- Böden: Steinböden in südorientierten Räumen sind sehr effizient als Primär- und Sekundärspeicher, können allerdings nicht als Alleinspeicher eingesetzt werden. Sind Wände und Decken Leichtbauteile, so stellt sich schnell ein Heissluftpolster in der oberen Raumlufthälfte ein und das Raumklima wird unangenehm. Eine Abdeckung von Böden durch Möbel und Teppiche ist zu vermeiden.
- Wände: Die Wände dienen vorwiegend als Sekundärspeicher. Sie könnten auch als Alleinspeicher eingesetzt werden, erreichen aber in der Regel eine zu kleine Absorptionsleistung. Sie können teilweise durch Möbel und Bilder abgedeckt sein.
- Decken sind in der Regel sehr effiziente Sekundärspeicher, können mit Lichtumlenkung aber auch zu Primärspeichern werden. Deckenflächen sind problemlos, da sie fast immer frei bleiben. Zur Absorptionsleistungserhöhung haben sich vergrösserte Oberflächen bewährt. Es gibt keinen Konflikt zu erhöhten Raumakustikanforderungen. Mehr Oberfläche bringt immer eine bessere Akustik. Im Musterschulzimmer (Abbildung 37) hat sich durch Messungen bestätigt, dass ein Balkenraster mit leicht konischen Zwischenräumen sehr gute Akustikresultate bringt. Falls klassische Akustikpaneele eingesetzt werden, sollten sie kleinteilig mit genügend Zwischenraum und Distanz zur Masse montiert werden, so dass die Raumluftzirkulation gewährleistet bleibt. Decken oder Decken-Boden-Systeme eignen sich gut als Alleinspeicher.
Mit der für die meisten Menschen im Komfortbereich liegenden Schwankung von 3 K zwischen Raumluft- und Massetemperatur (z. B. 21°C / 24°C) lässt sich die Speicherkapazität der Bauteile im Eindringtiefenbereich errechnen. Die so aufsummierte Energiemenge wird mit dem durchschnittlichen Tageswärmebedarf im schlechtesten Monat (Dezember oder Januar) ohne Strahlungsgewinne verglichen. Der Monatsmittelbedarf kann aus der Berechnung nach SIA 380/1 herausgelesen und auf einen Tagesbedarf runtergerechnet werden. Die errechnete Speicherenergie sollte mindestens einem Tagesbedarf entsprechen, dann hat das System eine genügend grosse Trägheit – dies könnte man die Schlechtwettersicherheit nennen. Das Nullheizenergie-Haus in Trin verfügt über 4 Tage Schlechtwettersicherheit. Dies reicht in den Alpen – auch bei deutlich höheren Lagen als Trin mit 940 m. ü. M. –, um ohne Zusatzheizung auszukommen.
In der Regel ist es nur an Schönwettertagen nachts sehr kalt, als Folge der nächtlichen Abstrahlung in den Nachthimmel. Dieses Phänomen hat eine Oberflächenauskühlung unter die Lufttemperatur zur Folge. Auf diese Art entsteht beispielsweise auch die Eisschicht auf der Autoscheibe, da die wärmere und feuchtereichere Luft auskondensiert. Bei Bewölkung entfällt dieser Effekt, es bleibt wärmer.
In Nebellagen, aber auch in Inversionslagen im Mittelland, in denen unter der Bewölkung während Tagen Minusgrade vorkommen können, braucht es eine einfache Zusatzheizung. Eine Schlechtwettersicherheit von 1 bis 2 Tagen macht Sinn.
Da eine mehrtägige Schlechtwettersicherheit mehr innere Masse und hervorragende Dämmwerte um 0,12 W/(m2K) benötigt, was höhere Baukosten, längere Bauzeit und mehr graue Energie zur Folge hat, kann eine Zusatzheizung auch aus ökonomischen Gründen Sinn machen.
So auch im Verwaltungsbau Gasser: Die Schlechtwettersicherheit liegt bei 1,5 Tagen, die U-Werte der Bauteile betragen 0,15 W/(m2K), die gemessene Energiekennzahl Wärme 4,5 kWh/(m2 a) – also mehr als dreimal tiefer als bei einem Minergie-P-Bau und die Baukosten mit 450 Fr./m3 auf dem Niveau des konventionellen Bauens. Für die 2100 m2 grosse Gewerbefläche braucht es lediglich 2 Pelletaufstellöfen mit je 8 kW Leistung als Zusatzheizung.