klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR...

84
1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente für klimagerechte, energiesparende Gebäudekonzepte in verschiedenen europäischen Klimazonen Forschungsvorhaben der Fachhochschule Hamburg im fachbereichsübergreifenden Forschungsschwerpunkt "Planungsinstrumente für das umweltverträgliche Bauen" der Fachbereiche Architektur und Bauingenieurwesen, Abschlussbericht, März 2000

Transcript of klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR...

Page 1: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

1

fachhochschule hamburgFACHBEREICH ARCHITEKTUR

Thorsten SchützeWolfgang Willkomm

KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA

Planungsinstrumente für klimagerechte, energiesparende Gebäudekonzepte in verschiedenen europäischen Klimazonen

Forschungsvorhaben der Fachhochschule Hamburgim fachbereichsübergreifenden Forschungsschwerpunkt"Planungsinstrumente für das umweltverträgliche Bauen"der Fachbereiche Architektur und Bauingenieurwesen,Abschlussbericht, März 2000

Page 2: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Einleitung

Grundlagen des klimagerechten Bauens

Daten und Planungsinstrumente

Ausgewählte Klimadaten Europas

Klimaorientierte Gebäudetypen und Bau-elemente in Europa

Planungsanforderungen und Checklisten

Anhang- Abbildungsquellen- Literatur

1.

2.

3.

4.

5.

6.

3

4

25

36

52

74

84

I N H A L T

2

Page 3: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

und in einen systematischen Zusammenhang mit denStandortbedingungen und der Gebäudenutzung ge-bracht.

Das Ziel dieser Arbeit ist eine Planungshilfe für das Stu-dium und die Berufstätigkeit von Architekten und Ingeni-euren. Diese soll in kurzer, leicht handhabbarer Zu-sammenfassung eine bessere Transparenz des Klima-verhaltens von Gebäuden in Abhängigkeit vom Standortund der Nutzung bieten. Sie soll wesentliche Unter-schiede in den Anforderungen und Lösungsmöglichkei-ten verschiedener Standorte in Europa aufzeigen. Siewird dazu Hinweise auf die verfügbaren Daten und Pla-nungsinstrumente geben und durch Checklisten ein sys-tematisches Vorgehen in der Planung erleichtern. Damitist die Hoffnung verbunden, dass heutige und zukünfti-ge Planer im gemeinsamen Europa eine bessere Be-rufsqualifikation erhalten, um energiesparende Gebäu-de in einer dem klimatisch und kulturell geprägten Ortentsprechenden Architektur mit unkomplizierter, nutzer-freundlicher Technik zu günstigen Kosten entwickeln zukönnen.

Diese Planungshilfe ist eher qualitativer als quantitativerNatur. Sie soll keine Simulationsprogramme, Solardia-gramme u.ä. ersetzen , sondern vor allem die Basis lie-fern, auf der die ersten Entwurfsansätze bereits klima-gerecht konzipiert werden können. Erst diese Basiseiner guten Kenntnis der ortseigenen Chancen und Al-ternativen ermöglicht den sinnvollen Einsatz dermeisten vorhandenen Planungsinstrumente zur weite-ren Optimierung.

1. EINLEITUNG

Die Ausgangsbasis der vorliegenden Arbeit bildet fol-gender Zusammenhang: Energieeinsparung und CO2-Reduzierung sind unbestrittene Herausforderungen fürdie weitere Entwicklung der menschlichen Gesellschaft.Sie sind möglicherweise entscheidend für ihr Überle-ben. Am Gesamtenergieverbrauch hat die Beheizung,Kühlung, Lüftung, Warmwasser- und Stromversorgungvon Gebäuden einen hohen Anteil. Deshalb könnenEinsparungen in diesem Bereich einen sehr wirksamenBeitrag zur Lösung des Gesamtproblems leisten. Einigesolcher Einsparungen sind zwar durch technische Opti-mierungen an Geräten und Anlagen erreichbar, sie wer-den aber erst dann besonders wirksam, wenn sie aufder Basis eines klimagerechten Gebäudes erfolgen.Dessen Konzeption bedarf nicht primär neuer Techni-ken, sondern einer intelligenten Planung, welche die Zu-sammenhänge zwischen lokalem Klima und Energie-verbrauch genau kennt und im Gebäudeentwurf um-setzt.

Die Methode dieses anwendungsorientierten For-schungsvorhabens besteht in der zusammenfassendenAnalyse und Darstellung der über lange Zeit entwickel-ten Grundlagen des klimagerechten Bauens für Orteverschiedener Klimazonen und in der Kombination die-ser alten Grundstrategien (z.B. Wärmespeicherung,Wärmedämmung, passive Solarenergienutzung, Quer-lüftung, Beschattung) mit aktuellen Entwicklungen inden Bereichen Entwurf, Konstruktion, Material- undEnergietechnik. Dieser integrative Ansatz soll ökonomi-sche Vorteile - denn entwerferische Intelligenz undKenntnis erzeugt keine zusätzlichen Kosten - mit inno-vativer Kreativität verbinden, um eine Sensibilisierungfür die jeweiligen besonderen Chancen des Standortesund für das behutsame Einbinden neuer Techniken ineine charakteristische Architektur an diesem Standortzu erreichen. Die heute bereits vorhandenen wichtig-sten Analyse- und Planungsinstrumente zur Unterstüt-zung des klimagerechten Bauens werden vorgestellt

3

Page 4: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

neigtem, weit überkragendem Dach ebenso wie Bau-ernhäuser der nördlicheren Küstenregionen mit wesent-lich steilerem, tiefgezogenen Dach, das dem Wind mög-lichst wenig Angriffsfläche bietet. Die Iglus der Eskimossind mit ihrem optimalen Verhältnis von kühler Gebäu-deoberfläche zu warmem Innenvolumen und z.T. Tun-nelzugängen als Wärmeschleuse ein vorbildliches Bei-spiel für klimagerechtes Planen und Bauen bei extre-men Bedingungen.

Solche traditionellen Gebäudekonzepte können in derheutigen industriellen Gesellschaft mit ihrer komplexenOrganisation und z.T. ihren großstädtischen Ballungs-räumen nicht einfach nachgeahmt werden. Sie zeigenjedoch eine Entwurfsgrundlage, mit der die Ausein-andersetzung sich lohnt, um bei der Entwicklung desPlanungskonzeptes die Voraussetzungen für ein gutesraumklimatisches Funktionieren ohne aufwendige Se-kundärtechnik oder zumindest mit reduziertem Energie-verbrauch für diese Technik zu schaffen. Deshalb wer-den zu den nachfolgend beschriebenen Klimazonenund ihren baulichen Anforderungen auch die jeweiligentraditionellen Strategien und Gebäudetypen erläutert.

2.1 Klimafaktoren

Unter dem Begriff "Klima" wird hier in Anlehnung an Le-xikondefinitionen und einfachere, wissenschaftliche Er-läuterungen das für einen längeren Zeitraum typischeZusammenwirken atmosphärischer Zustände und Wit-terungsvorgänge an der Erdoberfläche in dem für einenOrt oder ein Gebiet (Klimazone) charakteristischen Ver-lauf verstanden. Das typische Klima einer Region istalso vom Zusammenwirken verschiedener Faktoren ab-hängig.

2. GRUNDLAGENDES KLIMAGERECHTEN BAUENS

Seit die Menschen Gebäude zu ihrem Schutz errichte-ten, war der Einfluss der klimatischen Bedingungen amjeweiligen Standort an der Konzeption und Form derBauten ablesbar. Zu Zeiten, als umfangreiche techni-sche Einrichtungen zur Erzeugung eines vom Außenkli-ma unabhängigen Raumklimas noch nicht zur Verfü-gung standen, waren klimagerechte Bauweisen miteiner Nutzung der positiven und einer Milderung der ne-gativen Klimaeinflüsse die einzige Möglichkeit, für denmenschlichen Organismus erträgliche raumklimatischeBedingungen zu schaffen. Deshalb bietet die traditio-nelle Architektur in jeder Klimazone ein großes Reser-voir geeigneter baulicher Konzepte und Maßnahmenzur Steuerung des Raumklimas durch selektive Nutzungvon Außenklimafaktoren.

Jahrhundertelang wurden Bauformen und Bauarten denjeweiligen klimatischen Gegebenheiten bestens ange-paßt. Für die alten Baumeister war es selbstverständ-lich, bei der Planung von Gebäuden die unterschied-lichen jahreszeitlichen Zyklen von Sommer und Winter,Tag und Nacht sowie die Einflüsse von Sonne, Windund Niederschlägen zu berücksichtigen.

Ein Blick auf die traditionellen Bauweisen zeigt, dasssich aus geographisch-klimatischen Verhältnissen undlokalen Gegebenheiten spezielle Haustypen und Ge-bäudekonstruktionen entwickelten. Die Menschen ver-standen es, durch Kenntnis und richtige Handhabungklimatischer sowie physikalischer Gesetzmäßigkeitenbei einem Minimum an zugeführter Energie hinreichendbehaglich zu wohnen.

Beispiele für klimagerechte, traditionelle Gebäude sinddie gut durchlüfteten Pfahlbauten in tropisch-feuchtwar-men Regionen, die fensterarmen, massiven Lehmbau-ten mit flachem Dach in trocken-heissen Klimazonen,Bauernhäuser im alpenländischen Raum mit flachge-

4

Page 5: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

von ausschlaggebender Bedeutung. Das Raumklima istein direktes Resultat des Entwurfskonzeptes und bau-licher Maßnahmen, sei es im Zusammenhang mit tech-nischen Anlagen zur Klimatisierung oder auch ohne sol-che Anlagen.

2.2 Klimazonenund bauliche Anforderungen

Zum besseren Gesamtverständnis sollen - trotz derSchwerpunktsetzung dieser Arbeit auf europäische Kli-mazonen - kurz die Hauptklimazonen der Erde mit ihrenwesentlichen baulichen Grundanforderungen beschrie-ben werden. Im Sinne einer überschaubaren Darstel-lung, die vor allem der Verdeutlichung wichtiger Unter-scheidungsmerkmale dient, soll dabei eine übliche, ver-einfachte Gliederung vorgenommen werden in:

- feuchtwarme Klimazonen- trockenheisse Klimazonen- gemäßigte Klimazonen- kalte Klimazonen.

Unter Vernachlässigung der besonderen, modifizieren-den Einflüsse aus der Höhenlage eines Ortes, aus derjeweiligen Verteilung der Land- und Wassermassen inder Region oder aus speziellen Windverhältnissen (z.B.Monsunklima) liegen diese Klimazonen in der genann-ten Reihenfolge vom Äquator ausgehend zu den beidenPolen hin in ungefähr parallelen Gürteln um den Erdball.Die beiden ersten Klimazonen liegen zwischen demnördlichen und südlichen Wendekreis (griechisch "tropi-kos") und werden als Tropen bezeichnet.

Mit zunehmendem Abstand zum Äquator schließen sichdaran die gemäßigten Klimazonen an, zu denen diemeisten Länder Europas gehören, und die kalten Klima-zonen, zu denen die nördlicheren skandinavischen Re-gionen gehören. In den gemäßigten Klimazonen werdendie den Tropen am nächsten gelegenen, wärmerenZonen zuweilen als subtropisch bezeichnet.

Für die Konzeption von Gebäuden, die als Hauptfinktiondem Schutz von Menschen vor ungünstigen Witte-rungseinflüssen dienen, haben vor allem folgende Kli-mafaktoren eine besondere Bedeutung:

- die Sonnenstrahlung (direkt und diffus)- die Lufttemperatur und ihre kurz- und länger

fristigen Schwankungen (Tag/Jahr)- die relative Luftfeuchte (in Abhängiggeit von

der Lufttemperatur)- die Luftbewegungen (Stärke und Richtung)- die Niederschläge (Mengen und zeitliches Auf-

treten)

Eine einfache räumliche Einteilung des Klimas unter-scheidet in "Makroklima" und "Mikroklima", gelegentlichwird zur weiteren Differenzierung dazwischen noch einBereich als "Mesoklima" bezeichnet.

Das Makroklima oder "Großklima" wird durch großräu-mige Bedingungen, wie der Lage einer Region nachBreitengraden und im Zusammenhang mit den konti-nentalen Landmassen und den Ozeanen bestimmt. Dadas Makroklima als weitgehend unveränderlich durcheinzelne Baumaßnahmen angesehen werden kann,stellt es den übergeordneten Rahmen für das klimage-rechte Planen und Bauen dar.

Das Mikroklima oder "Kleinklima" hängt von den loka-len Bedingungen eines Standortes und seiner unmittel-baren Umgebung ab. Dazu gehören die Vegetation, dieNachbarbebauung und die Lage am Hang, im Tal oderin der Ebene. Das Mikroklima ist durch landschaftsge-staltende und durch bauliche Maßnahmen zu beein-flussen. Seine Auswirkungen auf Gebäude und damitauf das Raumklima können in erheblichem Umfang ge-steuert werden.

Das Raumklima oder Gebäudeklima setzt sich aus allenbioklimatischen Faktoren im Inneren und im direktenUmfeld des Gebäudes zusammen und ist für dasmenschliche Wohlbefinden in und an diesem Gebäude

5

Page 6: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- niedriger Luftdruck- oft nur geringe Luftbewegung, bei Regenfällen

jedoch z.T. Sturmböen- regionales Vorkommen tropischer

Wirbelstürme (Zyklone, Taifune, Hurricans)

Für Baustoffe, die in größerem Umfang Feuchtigkeitaufnehmen, kann Schimmelpilz und der häufige Wech-sel von Sonneneinstrahlung und Niederschlägen mitstarkem Quellen und Schwinden der Materialien zu vor-zeitiger Alterung bzw. Zerstörung führen. Sowohl für dieBausubstanz als auch für die sie umgebenden Aussen-anlagen stellen die teilweise mit Stürmen auftretenden,heftigen Regenfälle ein Problem dar.

Die baulichen Grundanforderungen an klimagerechteBauweisen in feuchtwarmen Klimazonen sind:

- Entlastung des menschlichen Organismus vom ungünstigen Einfluss aus Wärme und Luftfeuchte (Schwüle) durch Nutzung von Luft-bewegungen zur Unterstützung der Wärmeab-gabe über Hautverdunstung

- Schutz von Gebäuden und Bauteilen vor direk-ter Sonnenbestrahlung und unerwünschter Wärmespeicherung durch Beschattung, Bau-körperform und-orientierung

Die "humiden", feuchtwarmen Klimazonen liegen vor-wiegend in der Nähe des Äquators. Zu ihnen gehört z.B.das Amazonasgebiet und auch weite Bereiche Süd- undMittelamerikas, Zentralafrikas und Südostasiens.Wegen der teilweise ähnlichen Voraussetzungen für dieKonzeption von Gebäuden können hier die Monsunkli-mazonen Indiens, Hinterindiens und des nördlichenAustraliens mit eingeschlossen werden.

Die dominierenden Klimafaktoren der feuchtwarmenKlimazonen sind:

- hohe relative Luftfeuchte (60 bis 100 %)- hohe Niederschlagsmengen

(1200 bis 2000 mm/a, im Extrem bis 5000 mm/a)

- geringere tägliche und jährliche Temperatur-unterschiede (im Tagesdurchschnitt ca. 7 K, im Jahresdurchschnitt ca. 5 K)

- höchste Tages-Lufttemperaturen im Jahresdurchschnitt ca. 30 °C

- niedrigste Nacht-Lufttemperaturen im Jahresdurchschnitt ca. 25 °C

- hohe Bewölkungshäufigkeit, d.h. hoher Anteil diffuser Strahlung

- bei wolkenlosem Himmel hohe, ansonsten meist durch Bewölkung gemäßigte direkteSonnenstrahlung

6

Karte 1Hauptklimazonen der Erde

Page 7: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- Vermeidung von Durchlüftungsbarrieren im Gebäudeinneren

- Ausnutzung des Kamineffektes zur Warmluft -abfuhr

- Anordnung windleitender Elemente im Außen-raum (Mauern, Hecken, Bäume)

- Aufständerung von Gebäuden- Einfügung von offenen Luftgeschossen in Ge-

schossbauten

Die in den feuchtwarmen Klimazonen im Allgemeinenhohen Niederschlagsmengen haben bei den traditionell-len Bauweisen oft zu geneigten Dächern mit weiten, dieFassade schützenden Dachüberständen geführt, dieauch für moderne Bauten eine klimagerechte Lösungdarstellen können.

Auch für eine klimagerechte Ausführungsplanung ist dieNutzung von Luftbewegungen in feuchtwarmen Regio-nen ein wesentlicher Faktor. Hierbei kommt es insbe-sondere auf Maßnahmen zum Schutz der Gebäudehül-le vor starker Erwärmung an und auf den Einsatz dafürgeeigneter Konstruktionen und Baumaterialien.

Die Wärmebelastung eines Gebäudes sinkt bei der Ver-wendung möglichst allseitig von Luft umströmter Bautei-le. Deshalb sind gut hinterlüftete Wandaufbauten und

- Schutz von Bauteilen vor Dauerdurchfeuch-tung durch gute kontrollierte Regenwasserab-leitung und gute Belüftung

Eine klimagerechte Gebäudeplanung in humiden Regio-nen sollte immer die Nutzung der Luftbewegung zur Re-duzierung der Wärme- und Feuchtebelastung von Ge-bäuden, Menschen und Waren in den Entwurfsprozesseinbeziehen. Eine Anlage des Baukörpers mit der Läng-sachse quer zur vorherrschenden Windrichtung und miteiner geringen Gebäudetiefe in der Hauptdurchlüftungs-richtung kann merklich zur Verbesserung des Raumkli-mas beitragen.

Eine wirkungsvolle Ausnutzung der natürlichen Luftströ-mungen kann z.B. durch folgende Maßnahmen erreichtwerden:

- Querlüftung durch gegenüberliegende Gebäu-deöffnungen

- Geringe Gebäude- oder Raumtiefe in Durchlüf-tungsrichtung

- Orientierung der Lufteintrittsöffnungen zur vor-herrschenden Windrichtung während der schwülen Jahres- oder Tageszeiten

- Beschattung der Außenflächen vor den Luft-eintrittsöffnungen

7

Bild 1Eine einfache Schutzkonstruk-tion im tropisch-feuchtwarmenKüstenklima Mexicos mit maxi-maler Durchlüftung und Hänge-matten zur Ausnutzung der Luft-bewegungen, welche eine Wär-meabgabe des menschlichenKörpers über Hautoberflächen-Verdunstung erleichtern

Page 8: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

scher Wärmekapazität und hoher Wärmeleitfähigkeitals geeignet angesehen werden.

Eine umlaufende Wärmedämmung im Wand- und Dach-aufbau sollte nur bei künstlich klimatisierten Gebäudenvorgesehen werden, da sie bei natürlicher Klimatisie-rung mit überwiegend gleichen Raumtemperaturen wiebeschatteten Aussentemperaturen auch zu einem Wär-mestau im Gebäudeinneren führen kann. Lediglich fürdie Dachflächen mit der Hauptstrahlungsbelastung kanneine Wärmedämmung auch im humiden Klima Vorteilebringen.

mehrschalige Dächer für humide Klimazonen be-sonders geeignet. Wenn sie zudem aus leichten, wenigspeicherfähigen Baustoffen bestehen, ist ein schnellerAbtransport der aufgenommenen Wärme durch Luftbe-wegung gewährleistet.

Die Forderung nach geringer Wärmespeicherfähigkeit,d. h. geringer Masse und nach wirkungsvoller Durchlüf-tung der Räume hat bei den traditionellen Bauweisen infeuchtwarmen Ländern oft zu luftdurchlässigen Wand-aufbauten mit geflochtenen Matten aus Palmenblättern,Schilf, Gräsern oder Bambus geführt. Allgemein könnenfür die Gebäudehülle Materialien mit geringer spezifi-

8

Bild 3Mehrgeschossige Bauten mitgroßen Fensteröffnungen undsteilen Dächern im Monsunklimader ostafrikanischen Inseln(Lamu, Zanzibar u.a.)

Bild 2Ein aufgeständerter Pfahlbau imfeuchtwarmen Klima Paraguays,der in einem sporadischen Über-schwemmungsgebiet hochlie-gende Aufenthaltsräume undeine große, überdeckte Veran-dah bietet

Page 9: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Für belüftete Dachkonstruktionen gelten in humiden Kli-mazonen erhöhte Anforderungen an die Ausbildung derLuftschichten. Zunächst ist eine ausreichende Luftbe-wegung durch entsprechend große Lufteintritts- undLuftaustrittsöffnungen zu gewährleisten. Diese Öffnun-gen sind jedoch besonders sorgfältig gegen Ungezieferzu schützen. Außerdem sollte auch die Oberseite derinneren Dachschale eine strahlungsreflektierende Ober-fläche erhalten, um möglichst wenig der von der äuße-ren Dachschale abgestrahlten Wärme aufzunehmen.

Bei der Ausbildung von Sonnenschutzeinrichtungen anden Gebäudeöffnungen ist zu beachten, daß die freieLuftbewegung an der Fassade möglichst wenig beein-trächtigt wird. Sie sollten deshalb nur punktweise mitdem Baukörper verbunden sein. Außerdem vermeideteine solche Befestigungsweise von Sonnenschutzein-richtungen eine Wärmeübertragung auf das Gebäude.

Ein Konflikt entsteht aus den z. T. gegensätzlichen An-forderungen der Sturmsicherheit einerseits und der Öff-nung von Gebäuden zur Ausnutzung leichter Luftbewe-gungen andererseits. Ungünstigerweise sind einige derfeuchtwarmen Klimazonen auch durch eine Wirbel-sturmhäufigkeit gekennzeichnet. Trotzdem können beiBerücksichtigung der Wirkungsweise von Wirbelstür-men einige wesentliche Maßnamen zur Sicherung der

9

Bild 4Optimal durchlüfteter Kirchenbauim feuchtwarmen KüstenklimaTanzanias mit großen Dachüber-ständen und kürzeren, ge-schlossenen Ost- und Westfas-saden gegen tiefstehende Sonne

Bild 5Ein Verwaltungsbau im feuchtwarmen Rio de Janeiro mit individuellsteuerbaren Sonnenschutzlamellen (vertikale an Ost- und Westfas-sade, horizontale an der Nordfassade, keine an der Südfassadewegen Lage auf der Südhalbkugel). Große, mehrgeschossige Fas-sadeneinschnitte bieten eine natürliche Belüftung der Büroräumeaus beschatteten und z.T. begrünten Terrassenbereichen

Page 10: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- hohe Lufttemperaturen am Tage (Maximaltem-peraturen im Jahresdurchschnitt ca. 35 bis 38°C, Einzeltemperaturen in kontinentalen Wüstengebieten über 50°C)

- mittlere, teilweise niedrige Lufttemperaturen während der Nacht (Minimaltemperaturen im Jahresdurchschnitt ca. 16 bis 20°C, Einzel-temperaturen bis zur Frostgrenze möglich)

- hohe tägliche Temperaturschwankungen(durchschnittlich 20 K)

- unterschiedliche, teilweise starke Luftbewe-gung, in Wüstengebieten als Sand- undStaubstürme

- geringe Bewölkungsdichte, meist klarer Him-mel, zeitweise hoher Staubanteil der Luft.

Für den menschlichen Organismus werden die hohenTemperaturen in trockenheißen Klimazonen in ihrer Wir-kung gemildert durch die niedrige relative Luftfeuchte.Dadurch wird die zur Kühlung des Körpers erforderlicheVerdunstung auf der Haut erleichtert. Da die Lufttempe-raturen am Tage oft höher als die menschliche Körper-temperaturen liegen, können Luftbewegungen in derRegel nur abends oder nachts oder zur kühleren Jah-reszeit zur Verbesserung des Mikroklimas und desRaumklimas genutzt werden. Für verderbliche Warenund hitzeempfindliche Güter stellen die hohen Tages-temperaturen eine besondere Belastung dar, die in derRegel nur durch künstlich unterstützte Klimatisierunggemildert werden kann. Auf Baustoffe und Bauteileüben vor allem die direkte Sonnenstrahlung und diehohen kurzeitigen Temperaturschwankungen einen un-günstigen Einfluß aus, der zur Reduzierung der Le-bensdauer von Gebäuden und zu Bauschäden führenkann.

Die wesentlichen baulichen Grundanforderungen an kli-magerechte Bauweisen in ariden Klimazonen sind:

- der Schutz des menschlichen Organismus vorden Belastungen hoher Wärmeaufnahme

Bausubstanz getroffen werden. Es müssen vor allemdie sonst der guten Querlüftung dienenden Öffnungenauch fest verschließbar sein.

In tropischen Wirbelstürmen treten bei plötzlich sinken-dem Luftdruck extreme Windkräfte aus unterschied-lichen Richtungen auf. Fast alle Wirbelstürme werdenvon starken Regenfällen begleitet, die häufig durchÜberflutungen und Unterspülungen zu erheblichen Fol-geschäden führen können. Dies erfordert eine be-sonders sorgfältige Sicherung aller Bauteile gegen hoheDruck- und Sogkräfte sowie eine gute Verankerung dergesamten Konstruktion mit den Fundamenten. Diese istbesonders bei leichten Bauten zum Widerstand gegendie Windsogkräfte von Bedeutung. Die Fundamenteselbst müssen durch ausreichende Tiefe und gegebe-nenfalls durch Ringdrainagen um das Gebäude vorUnterspülung geschützt werden. Für alle Gebäudeöf-fnungen sind zusätzliche Schutzvorrichtungen sinnvoll,die bei frühzeitiger Sturmwarnung geschlossen werdenkönnen.

Zu den "ariden" trockenheissen Klimazonen gehörenalle Wüsten und Halbwüsten sowie die überwiegend tro-ckenen Steppengebiete (auch als semi-aride Regionenbezeichnet). In diesen Klimazonen befinden sich dieLänder der Sahara, des Nahen und Mittleren Ostens,der Südwesten Afrikas und Südamerikas, die innerenRegionen Australiens, Nordindien, Zentral-China sowiedie Trockengebiete Nordmexikos und der südwestlichenUSA.

Dominierende Klimafaktoren der ariden Klimazonensind:

- intensive direkte Sonneneinstrahlung- niedrige relative Luftfeuchte (ca.10 bis 50%)- sehr geringe durchschnittliche Niederschlags-

mengen (ca. 0 bis 250 mm pro Jahr), jedoch seltene Regenfälle mit kurzzeitig hohen Niederschlagsmengen

10

Page 11: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- Bepflanzung von Straßen und Plätzen zur Be-schattung der Außenräume.

Die klimagerechte Gebäudeplanung in ariden Ländernmuß ebenfalls vorwiegend dem Ziel einer Reduzierungder Wärmeaufnahme durch direkte Sonnenstrahlungauf Bauten dienen. Die Orientierung und die Form derBaukörper haben in diesem Zusammenhang eine we-sentliche Bedeutung.

Die traditionellen Bauformen der ariden Zonen zeigenhäufig kompakte Baukörper mit im Vergleich zum Volu-men möglichst kleinen, strahlungsexponierten Außen-flächen. Ost- und Westfassaden sind meist völlig ge-schlossen. Auch Bauten mit atriumförmigen Innenhöfenfinden sich häufig in trockenheißen Ländern. SolcheInnenhöfe sind von den angrenzenden Räumen oftdurch einen überdachten, schattigen Säulengang ge-trennt. Sie werden gelegentlich mit Pflanzen und Brun-nen oder Wasserbecken versehen und tragen als"grüne Oase" innerhalb des Gebäudes erheblich zurVerbesserung des Raumklimas bei. Vor allem bei denWohnhäusern der Antike in den halbtrockenen (semi-ariden) Mittelmeerländern war diese Bauform verbreitet.

durch direkte Sonnenstrahlung und hohe Luft-temperaturen

- der Schutz von Bauteilen und Baustoffen vor direkter Sonnenstrahlung sowie ihre Auswahl und Verwendung unter Berücksichtigung der hohen, kurzzeitigen Temperaturdifferenzen.

Die klimagerechte Siedlungsplanung und die Zuord-nung von Gebäuden in ariden Ländern unterliegt grund-sätzlich anderen Anforderungen als in feuchtwarmenRegionen. Hier ist nicht die ständige Ausnutzung vonLuftbewegungen, sondern der Schutz der Gebäude vorWärmeaufnahme durch direkte Strahlung oberstesGebot. Grundprinzipien, die sich zum Teil schon in denantiken Stadtanlagen von Jericho und Babylon finden,sind:

- verwinkelte Führung enger Straßen und Gas-sen zum Schutz vor heißen Winden und Sandstürmen und zur gegenseitiger Be-schattung der Bauten

- Anlage von Vegetations- und Wasserflächen zur Verbesserung des Mikroklimas in der Sied-lung oder im Stadtraum

- Anlage von Wind-Barrieren (Vegetation, Mau-ern, Wälle) am Rande von Siedlungen zur of-fenen Landschaft

11

Bild 6Im trockenheißen Klima Marok-kos (mit z.T. kalten Winternäch-ten je nach Höhenlage) sorgentraditionell kompakte, geschloss-sene Baukörper mit minimiertenFensteröffnungen und schwerenMassivwänden aus Lehm füreine Amplitudendämpfung undPhasenverschiebung

Page 12: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

aufnahme erst in den späten Abend- und Nachtstundenauswirkt, sie während der Nacht aber wieder auskühlen.Ähnliches gilt auch für alle Räume, deren Benutzungs-dauer in der Regel am Nachmittag endet, wie z. B.Büros und Schulräume. Eine wirkungsvolle Auskühlungnach der Wärmeaufnahme ist darüber hinaus auch we-sentlich von den Baustoffen und der Ausbildung der äu-ßeren Hülle eines Gebäudes abhängig.

Bei den zuweilen sehr hohen Lufttemperaturen könnenäußere Luftbewegungen am Tage nicht zur Kühlung ge-

Bei der Grundrisskonzeption ist der Benutzungszeit-raum von Räumen im Tageslauf für ihre Lage innerhalbdes Gebäudes von Bedeutung. Schlafräume in Wohn-bauten liegen zweckmäßig im Osten des Gebäudes, wosie der größten Wärmebelastung am Vormittag ausge-setzt sind und die aufgenommene Wärme bis zum Be-ginn der Nacht wieder abgegeben haben. Zu den tradi-tionellen Lebensgewohnheiten einiger arider Länder ge-hört auch die Nutzung von Dachterrassen als Schlaf-platz während der kühlen Nachtstunden. Wohnräumekönnen an der Westseite liegen, da sich ihre Wärme-

12

Bild 8Mit Pergolen und Rankpflanzen be-schattete Gebäudezwischenräumeund Marktgassen reduzieren dieStrahlungsaufnahme im trockenhei-ßen Marokko

Bild 7Enge, schattige Gassen und Innen-höfe in der Wüstenarchitektur Alge-riens reduzieren die Strahlungsauf-nahme der Bauten und Bewohner;die Dächer dienen als Schlafplätzewährend der heißesten Zeit

Page 13: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

der Außenwand sowie ein möglichst großer Höhen-unterschied zwischen Zuluft- und Abluftöffnungen, derdie Luftwechselrate erhöht. Die im Raum erwärmte Luftsteigt auf und entweicht durch die hochgelegenen Ab-luftöffnungen, durch die tiefliegenden Zuluftöffnungendringt frische, kühlere Luft ein. In traditionellen Bautenwurden häufig einfache Wasserverdunster verwendet,die z.B. in der Nähe der Zuluftöffnungen angeordnetwerden können, um der Luft Verdunstungskälte zuzu-führen und sie zu befeuchten.

Auch die Anlage von Erdschächten im Haus zur Raum-luftkühlung gehört in einigen Regionen zu den natür-lichen Klimatisierungsmethoden des traditionellen Bau-ens. In höheren Gebäuden eignen sich Treppenhäuser,die auch zu kühleren Räumen im Untergeschoß hin ge-

nutzt werden. Dies gilt vorwiegend für die extrem tro-ckenen Wüstenklimate. In anderen ariden und semiari-den Gebieten kann eine Ausnutzung der Luftbewegun-gen immer dann sinnvoll sein, wenn die Lufttemperatu-ren noch deutlich unter der menschlichen Körpertempe-ratur (ca. 35°C) liegen. Insbesondere an den Küstenträgt die Öffnung des Gebäudes zu den kühlenden Bri-sen vom Meer her zur Verbesserung des Raumklimasbei.

Thermisch bedingte Luftbewegungen können im Ge-bäudeinneren mit Hilfe des Kamineffektes genutzt wer-den. Sie beruhen auf der unterschiedlichen Dichte vonwarmer und kalter Luft und dem daraufhin stattfinden-den Druckausgleich. Wichtig sind dabei die Lage derZuluftöffnungen in einem kühlen, beschatteten Bereich

13

Bild 9Dicke, speicherfähige Wände mit hellem, reflektierendem Anstrichund kleinen, tiefliegenden Fensteröffnungen an engen, schattigenGassen bei einem Hotelbau in Marokko

Bild 10Doppelschalige Dächer mit einer Außenschale als unterlüfteterStrahlungsreflektor und weißem, reflektierendem Putz am o.g. Ho-telbau in Marokko

Page 14: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Öffnungen nicht zur entsprechenden Tageszeit völliggeschlossen werden.

Als horizontaler Sonnenschutz eignen sich auskragen-de Bauteile wie Balkone, Dachüberstände und Vor-dächer. Außerdem können feststehende oder bewegli-che Lamellen, Jalousien und ausstellbare oder ver-schiebliche Fensterläden Öffnungen vor hochstehenderSonne schützen. In jedem Fall ist ein außenliegenderSonnenschutz, der das Eindringen der Strahlung durchFenster verhindert, dem weitaus weniger wirksameninnenliegenden vorzuziehen. Auch tiefe Loggien mit Ge-bäudeöffnungen in der zurückgezogenen Außenwandsind eine wirkungsvolle Beschattungsmaßnahme.

Für den Schutz gegen die tieferstehende Morgen- undAbendsonne sind vor allem vertikale Lamellen oderschottenförmige Bauteile geeignet, die schräg gedrehtvor der Fassade stehen und einen Lichteinfall sowie denAusblick nach Norden oder Süden zulassen, die direkteSonnenstrahlung von Osten oder Westen aber abschir-men. Häufig sind Fassaden so orientiert, daß ihre Öf-fnungen sowohl eines horizontalen als auch eines verti-kalen Sonnenschutzes bedürfen. Hierfür haben sichGitterwerke aus den unterschiedlichsten Materialien(Profilsteine, Metallgeflechte, Holzroste) bewährt, dieals Vorsatzschale vor der eigentlichen Fassade ange-ordnet werden und die gesamte Außenwand einschließ-lich der Öffnungen schützen. Der wirkungsvollste Son-nenschutz für geschlossene Wände und Dachflächen isteine separate, strahlungsreflektierende Außenhaut.

Die klimagerechte Ausführungsplanung strebt denSchutz vor direkter Strahlung und hohen Temperaturenan. Die Oberfläche aller der Sonnenstrahlung ausge-setzten Bauteile soll deshalb möglichst hell oder reflek-tierend sein, der Dach- und Wandaufbau soll eine hoheTemperaturträgheit aufweisen, um die Auswirkungender Außenlufttemperaturen im Gebäudeinneren zu mil-dern (Amplitudendämpfung) und den Wärmedurchgangvon außen nach innen zu verzögern (Phasenverschie-bung).

öffnet sind, für eine Ausnutzung des Kamineffekts. Aberauch Räume mit funktionsbedingten, größeren lichtenHöhen können über diesen Effekt gekühlt werden. Diegroßen Geschoßhöhen älterer Bauten in trockenheißenLändern beruhen zum Teil auf dieser Erkenntnis. Einebauliche Sonderform in Ägypten und dem MittlerenOsten sind sogenannte Windtürme oder "windcatcher"(arab."Malquaf" oder pers. "Badgir"). Sie erlauben beidichter Siedlungsbebauung das Eintreten von Luft ober-halb der Innenräume, deren Kühlung beim Herunter-strömen an kühlen Stein- oder Lehmwänden und ggf.zusätzlich durch Wasserverdunster im Strömungskanalund das Eintreten in die Innenräume von unten, wäh-rend die Warmluft zu hohen Öffnungen oder Innenhöfenabströmt.

Von wesentlicher Bedeutung sind alle Maßnahmen zurBeschattung von Bauteilen und Gebäudeöffnungen, diedirekter Sonnenstrahlung ausgesetzt sind. Dazu gehö-ren vor allem Dächer, auf welche die starke mittäglicheStrahlung annähernd senkrecht auftrifft sowie Ost- undWestfassaden, die der Morgen- und Abendsonne be-sondere Angriffsflächen bieten. Wenn keine zwingen-den Gründe es erfordern, sollten Öffnungen in diesenTeilen vermieden werden. Ansonsten sind sie sorgfältigvor direkter Strahlung zu schützen.

Die Nord- bzw. Süd-Fassaden (je nach Lage zum Äqua-tor) erhalten wegen des steileren Winkels, in dem dieSonnenstrahlung auf sie trifft, weitaus weniger Wärme-belastung. Öffnungen in diesen Außenwänden sindleichter durch Sonnenschutzeinrichtungen zu schützen.Aus den genannten Zusammenhängen ergibt sich, daßfür die richtige Anordnung schattenspendender Bauteilealle Fassaden einzeln zu untersuchen sind, da seltendie gleiche Sonnenschutzeinrichtung für alle Himmels-richtungen geeignet ist. Während Gebäudeöffnungen inNord- oder Südfassaden gegen die hochstehendeSonne in der Regel gut durch einen horizontalen Son-nenschutz abgeschirmt werden können, ist für Fensterund Türen in Ost- oder Westfassaden meist eine verti-kale Sonnenschutzeinrichtung sinnvoll, wenn solche

14

Page 15: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

mazonen ein ausgeprägtes Jahreszeitenklima auf,dessen charakteristisches Merkmal große Temperatur-unterschiede zwischen Sommer und Winter sind. Hierinliegt ihre hauptsächliche Gemeinsamkeit, während an-sonsten erhebliche Abweichungen der Klimaverhält-nisse einzelner Regionen untereinander zu beobchtensind, je nach ihrer geographischen Breite, kontinentalenLage oder besonderen Einflüssen aus der Nähe größe-rer Wassermassen oder bestimmter Meeresströmungen(z. B. Golfstrom).

Die dominierenden Klimafaktoren der gemäßigtenZonen sind:

- hohe jährliche Temperaturunterschiede (in Mitteleuropa durchschnittlich ca. 18 bis 20 K)

- mittlere bis geringe tägliche Temperaturunter-schiede (in Mitteleuropa durchschnittlich ca. 6bis 8 K)

- mittlere bis hohe relative Luftfeuchte (in Mittel-europa ca. 60-80 %)

- mittlere Niederschlagsmengen (in Mitteleuropaca. 800-1000 mm pro Jahr, in den Übergangsgebieten zu den Tropen ca. 300-400 mm pro Jahr)

- sehr unterschiedliche Sonnenstrahlungsinten-sität (in Mitteleuropa hoher Anteil diffuser Strahlung bei häufiger Bewölkung, in den Übergangsgebieten zu den Tropen teilweise höhere direkte Strahlungsmengen wegen der längeren Tageslichtdauer als in den Tropen selbst).

Auf der Nordhalbkugel sind Dezember bis Februar diekältesten und Juni bis August die wärmsten Monate. DieÜbergangszeiten zwischen der warmen und der kaltenJahreszeit werden in der Regel länger mit zunehmenderEntfernung einer Region vom Äquator. Die Grenzberei-che zwischen den gemäßigten Klimazonen und denTropen, weisen lange, warme Sommer und relativ kurzeWinter mit Regenfällen auf. In Europa werden sie alsmediterrane Winterregenzone bezeichnet.

Diese Anforderungen an Dach und Außenwand wurdenin den traditionellen Bauweisen der entsprechenden Re-gionen durch massive, dickwandige Bauteile mit hoherWärmespeicherfähigkeit und meist heller Außenoberflä-che erfüllt. Solche Bauteile konnten tagsüber großeWärmemengen aufnehmen, die erst in den kühlenNachtstunden wieder nach innen und vor allem außenabgegeben wurden.

Um bei modernen Bauten ähnliche oder bessere bau-physikalische Eigenschaften zu erreichen, gleichzeitigaber die erheblichen Wanddicken traditioneller Bauwei-sen zu vermeiden, werden häufig mehrschalige Wand-und Dachaufbauten verwendet. Der äußeren Schalekommt dabei vorwiegend der Schutz vor direkter Sonn-nenstrahlung zu, um die Wärmeaufnahme der Bauteilezu verringern. Eine hohe Reflexionsfähigkeit ist dafürdie beste Voraussetzung. Bei einem derartigen mehr-schaligen Wand- und Dachaufbau fällt der innerenSchale die Aufgabe zu, durch hohe Temperaturträgheitden Wärmedurchgang zum Innenraum hin zu verringernund zu verzögern. Ideal ist eine Verzögerung der Aus-wirkung von Tageshöchsttemperaturen um 12 Stunden,sodass sie erst zur kühlen Nachtzeit die Innenräumeerreichen. Eine solche Phasenverschiebung und gleich-zeitige Amplitudendämpfung (Abflachung der Tempera-turkurve zwischen maximalem und minimalem Wert) istentweder durch schwere, wärmespeichernde Baustoffemit großer Materialdicke erreichbar oder durch die Kom-bination eines schweren Baustoffs mit einem dämmen-den Material an der Außenseite.

Die gemäßigten Klimazonen der Erde schließen sichnach Norden und Süden an die Tropen an. Zu ihnen ge-hören die Länder Mittel- und Südeuropas, des südlichenSüdamerika, die meisten Regionen der USA, des süd-lichen Russlands und Chinas, Korea, Japan, Neusee-land, Regionen an der Ost- und Südküste Australienssowie begrenzte Gebiete im südlichsten Afrika.

Die Klimafaktoren der gemäßigter Zonen weisen imGegensatz zu den bisher beschrieben tropischen Kli-

15

Page 16: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Die meisten Bauten dieser Klimazonen müssen alle ge-nannten Schutzfunktionen in sich vereinigen. Häufig istdabei der Einsatz technischer Anlagen unumgänglich.Da diese wiederum - sei es für Heizzwecke oder für dieKühlung - oft hohe Energiemengen benötigen, ist derZusammenhang zwischen klimagerechten und energie-bewußten Bauweisen hier, wie auch in den kalten Kli-mazonen, besonders intensiv. So wird beispielsweisebei richtiger Konzeption von Siedlungen und Einzelbau-ten der Energiebedarf für das winterliche Heizen ge-senkt durch eine Nutzung der Sonnenstrahlung, derEnergiebedarf für die sommerliche Kühlung aber durcheine Abschirmung dieser Strahlung.

Für die klimagerechte Siedlungsplanung sind die Wahldes Standortes, die Orientierung der Siedlung oderBaugruppen und die Art der Zuordnung einzelner Bau-ten zur natürlichen und gebauten Umgebung wichtigeMaßnahmen zur günstigen Beeinflussung von Mikrokli-ma und Raumklima.

Demgegenüber sind die Grenzbereiche zu den kaltenKlimazonen (z. B. das südliche Skandinavien) von lan-gen, kalten Wintern und oft nur zwei bis drei warmenSommermonaten gekennzeichnet. Besonders extremeTemperaturunterschiede in den einzelnen Jahreszeitensind die charakteristische Erscheinung kontinentaler Kli-mate (z. B. der Länder im amerikanischen Mittelwestenoder Zentralasien), während die Nähe von Küsten undinsbesondere der Einfluß des warmen Golfstroms eineAbschwächung dieser Temperaturextreme hervorrufen,(z. B. in Westeuropa, besonders deutlich im SüdwestenIrlands mit subtropischer Vegetation).

Für den menschlichen Organismus bieten die Klimaver-hältnisse der gemäßigten Zonen gute Grundvorausset-zungen, sie erfordern aber gleichzeitig einen Schutz vorden extremen Temperaturen des Winters und des Hoch-sommers.

Da die baulichen Grundanforderungen in den einzel-nen Ländern innerhalb der gemäßigten Klimazonensehr voneinander abweichen, erfordert das klimage-rechte Bauen in diesen Zonen ein besonderes Einfüh-lungsvermögen und Erkennen der jeweiligen regionalenCharakteristika. Dies zeigen die traditionellen Bauwei-sen sehr deutlich.

Die vorrangigsten Anforderungen an das klimagerechteBauen in den gemäßigten Zonen sind:

- der Schutz vor winterlicher Auskühlung- der Schutz vor sommerlicher Hitze- der erforderliche Schutz vor gelegentlichen, in

manchen Gegenden häufigen Niederschlägen.

16

Bild 11Griechische Inselarchitektur mit kompakten, eng zusammenstehen-den Häusern, schattigen Gassen, kleinen Fensteröffnungen und fla-chen Dächern als Regensammler für Zisternen in einer weitgehendtrockenen, sogenannten mediterranen Winterregenzone

Page 17: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Die Standortwahl einer Siedlung wie auch eines einzel-nen Gebäudes sollte so vorgenommen werden, daßeine Auskühlung durch kalte Winde oder eine Lage in"Kaltluftseen" (Bodensenken, Mulden, geschlosseneTäler) weitgehend vermieden, eine Nutzung der direk-ten Sonnenstrahlung im Winter zur Erwärmung der Bau-ten aber ermöglicht wird. In Mitteleuropa bedeutet diesin der Regel eine Abschirmung gegen Norden undNordwesten sowie eine Öffnung nach zu südlichenRichtungen. Die Abschirmung kann durch die Gruppie-rung der Bauten, Windbarrieren oder auch durch eineverdichtete Bauweise mit kurzen und verwinkelten Stra-ßenzügen geschehen.

Andere Regionen hingegen erfordern eine möglichstwindexponierte Lage, wenn sommerliche Höchsttempe-raturen die größere Belastung darstellen und eine wir-kungsvolle Durchlüftung der Siedlung notwendig wer-den lassen. Jeder einzelne Standort setzt hier einesorgfältige Prüfung der ganzjährigen Klimaverhältnissevoraus, um bei entgegengesetzten Anforderungen denrichtigen Kompromiß zu finden.

Die klimagerechte Gebäudeplanung in gemäßigtenZonen hat ebenfalls das vorrangige Ziel, im Winter vorAuskühlung zu schützen und dabei möglichst viel Son-nenstrahlung zur Erwärmung des Gebäudes zu nutzen,

17

Bild 12Beschattung der Gassen undGebäudezwischenräume mitRankpflanzen in der griechi-schen Inselarchitektur

Bild 13Athen - im Sommer eine heiße, trockene Stadt, in der die Menschensich vereinzelt kleine grüne Oasen geschaffen haben (erkennbar anden Bäumen im Vordergrund)

Page 18: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

kugel) im Sinne der passiven Nutzung der So-larenergie

- Die Anordnung geeigneter Sonnenschutzein-richtungen.

Dabei wird die Wahl einer Gesamtkonzeption durch dieKombination dieser Maßnahmen weitgehend von denklimatischen Bedingungen des speziellen Projektstand-ortes mit beeinflußt.

Wesentliche Grundanforderungen an die klimagerechteAusführungsplanung in gemäßigten Zonen ist der Wär-

im Sommer hingegen Schutz vor zu intensiver Sonnen-strahlung und die Nutzung der natürlichen Luftbewe-gungen zur Kühlung zu ermöglichen. Geeignete Maß-nahmen hierzu sind:

- die Optimierung des Oberflächen/Volumen-Verhältnisses der Baukörper

- die Wahl von Dachform und Dachüberstand- die Orientierung des Gebäudes nach Himmels-

und Windrichtung- die Öffnung und Optimierung der nach Süden

gerichteten Außenflächen (auf der Nordhalb-

18

Bild 14Eine der schattigen Oasen inder heißen, steinernen Stadt.Die Bäume sorgen zusätzlichfür eine Luftbefeuchtung (amfrühen Morgentau deutlich spür-bar) und verbessern auch dasRaumklima der angrenzendenGebäude.

Bild 15Die toskanische Stadt Siena imnördlichen Italien hat geneigteDächer - der Winterregen istausgiebiger als auf den o.g.griechischen Inseln - aber auchenge, schattige Gassen undkompakte Bauten gegen das kli-matische Hauptproblem, dieSommerwärme

Page 19: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

meschutz des Gebäudes, d. h. die konstruktive undbauphysikalische Verminderung der winterlichen Wär-meverluste. Ebenso wie der Schutz vor hohen Tempe-raturen in den ariden Klimazonen, kann auch die Milde-rung der Auswirkungen niedriger Temperaturen auf dasRaumklima durch Wärmespeicherkapazität und Wär-medämmfähigkeit der Bauteile und Baustoffe erreichtwerden. Welche Kombination der beiden Materialeigen-schaften die angebrachte ist, hängt von der Funktioneines Gebäudes oder bestimmter Räume und ihremNutzungszeitraum ab.

Ein wichtiger Bestandteil des Wärmeschutzes ist auchdie Fugendichtigkeit der Gebäudehülle und aller Ge-bäudeöffnungen, die erheblich zur Verringerung des er-forderlichen Heizenergiebedarfs im Winter und evtl.auch der Kühllast im Sommer beitragen kann. Da in ei-nigen Ländern der gemäßigten Klimazonen besondersdie kalten Jahreszeiten und die Übergangszeiten vonstarken Winden begleitet werden, erhöhen sich bei un-dichter Fugenausbildung die Wärmeverluste von Ge-bäuden erheblich. Besonders sinnvoll sind zusätzlichbewegliche Vorrichtungen aus wärmedämmendem Ma-terial, welche nicht benötigte Gebäudeöffnungen (z. B.

19

Bild 16Arkadengang auf der Südseiteeines Gebäudes in Venedig, einangenehmer Aufenthaltsort beitiefstehender Wintersonne miterwärmten Wänden im Rückenund Sonne im Gesicht und beihochstehender Sommersonnein schattiger Kühle

Bild 17Umlaufende Arkadengänge umeinen Kleinstadtplatz in Nordita-lien, im Winter zum Regen-schutz, im Sommer als Schatten-spender

Page 20: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

20

Bild 18Steile Dächer und dichte Außen-wandbekleidungen mit wasser-ableitenden Materialien imregen- und windreichen Klimades Nordens und der Mittelge-birge Deutschlands; die Spurenauf der "regengewaschenen"Seitenwand zeigen die Haupt-windrichtung an, ihr Winkel läßtauf hohe Winstärken schließen

Bild 19Energiesparende Altbaumoder-nisierung in Norddeutschland mitZiegelbekleidung an windexpo-nierten Außßenwandbereichenund vorgesetzten Wintergärten

Fenster während der Nacht oder außerhalb des Nut-zungszeitraumes eines Gebäudes) verschließen. Sol-che Vorrichtungen in Form von Klapp-, Schiebe- oderRolladen verringern die Wärmeverluste an der gesam-ten Gebäudeöffnung einschließlich der Fugen.

Besondere Klimaerscheinungen, die eine spezielle Be-rücksichtigung bei der Ausführungsplanung erfordern,sind extreme Niederschlagsmengen in einigen Gebieten(Dacheindeckung, Dachentwässerung), hohe Schnee-lasten (Lage von Gebäudeöffnungen, Lastannahmen)und die besonders in kontinentalen Lagen der USA auf-

tretenden sommerlichen Tornados (Wirbelstürme) sowiewinterliche Blizzards (Eisstürme), welche kurzzeitig dieKlimaverhältnisse einer gemäßigten Zone in die extre-men Bedingungen der kalten Klimazonen verwandeln.

Die kalten Klimazonen schließen sich an die gemäßig-ten Klimazonen in Richtung der Pole an. Ausgenommenvon der Antarktis befinden sich die Länder der kaltenKlimazonen ausschließlich auf der Nordhalbkugel. Essind Kanada, Alaska, einige nördliche Staaten der USA,Grönland, Island sowie ein Teil Skandinaviens, der bal-tischen Staaten und Russlands.

Page 21: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- mittlere bis niedrige jährliche Temperaturunter-schiede bei meeresnaher Lage (Island, Nor-wegen 11 bis 15 K)

- geringe relative Luftfeuchte besonders in den Wintermonaten

- lange Frostperioden (5 bis 9 Monate), zum TeilDauerfrost in den tieferen Bodenschichten

- geringe Niederschlagsmengen (ca. 250 mm/a in der Arktisrandzone).

Die Klimabedingungen der kalten Zonen machen einmenschliches Überleben für den überwiegenden Teil

Ist schon das Klima der gemäßigten Zonen im Gegen-satz zu den Tropen von ausgeprägten Jahreszeiten be-stimmt, so gilt dies in ganz besonderem Maße für diekalten Zonen. Die dominierenden Klimafaktoren sind:

- niedrige Jahresdurchschnitts-Temperaturen (0bis 6°C)

- geringe tägliche Temperaturunterschiede (im Sommer wegen langer Helligkeit, im Winter wegen anhaltender Dunkelheit)

- hohe jährliche Temperaturunterschiede bei kontinentaler Lage (Sibirien 45 - 60 K)

21

Bild 20Tief heruntergezogenes Nord-dach mit wärmedämmendenSchneemassen an einem Bau-ernhaus in den SchweizerAlpen

Bild 21Zweigeschossige Südseite desSchweizer Bauernhauses mitintegriertem Wintergarten imErdgeschoss zur Nutzung derWintersonne

Page 22: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Wintersonne zur Heizungsunterstützung dienen. Die be-reits erwähnte Optimierung des Oberfläche/ Volumen-Verhältnisses eines Baukörpers zur Verringerung derwärmeabgebenden Außenwände ist in kalten Klimazo-nen von ganz besonderer Bedeutung. Ein anschauli-ches Beispiel dafür zeigt die traditionelle Bauform derkältesten von Menschen besiedelten Regionen derErde, der Eskimo-Iglu. Er besteht aus einer auf derSchnittfläche liegenden Halbkugel, die eine Warmluft-glocke bildet, während ein tieferliegender Zugangstun-nel oder Kriechgang auf der windabgewandten Seitedas Nachströmen der schwereren Kaltluft von außenverhindert. In jedem Fall sind möglichst kompakte Bau-formen anzustreben.

Die Orientierung eines Baukörpers wird in Abhängigkeitvon der vorherrschenden Richtung kalter Winde miteiner Ausrichtung möglichst großer Fassadenteile nachSüden vorzunehmen sein. Das Zusammenwirken vonklimagerechter Form und Orientierung eines Gebäudeshat z. B. zur charakteristischen Wohnhausform derüberwiegend kühlen Neuengland-Staaten im Nordostender USA geführt. Diese als "Saltbox" bezeichnete Bau-form hat auf der Nordseite ein tief heruntergezogenes,windabweisendes Dach und auf der Südseite einehohe, sonnenexponierte Außenwand und dort nur einekurze Dachfläche. Im Winter werden hier wie auch an

des Jahres von intensiven Schutzmaßnahmen abhän-gig. Die Hauptbelastung für den menschlichen Orga-nismus stellen die niedrigen Temperaturen dar. AufBaustoffe und die Lebensdauer von Bausubstanz kanndas Zusammenwirken von Feuchtigkeit aus Nieder-schlägen mit Frosttemperaturen eine negative Auswir-kung haben.

Da die Erstellung von Bauten in der Antarktis auf weni-ge Ausnahmefälle beschränkt ist, sollen hier nur für dasBauen in den kalten Klimazonen der Nordhalbkugel dieGrundanforderungen beschrieben werden. Der Unter-schied zum Bauen im bisher praktisch unbesiedeltenSüdpolarbereich besteht jedoch lediglich in der anderenAusrichtung der Siedlungen und Gebäude zu denHimmelsrichtungen.

Wichtigste bauliche Grundanforderungen an das kli-magerechte Bauen in kalten Zonen sind der Schutz vorKälte in den meisten Monaten des Jahres, vor Stark-wind und Sturm vor allem in der langen kalten Jahres-zeit sowie die bestmögliche Nutzung der Sonnenwärmewährend des kurzen Sommers.

Die klimagerechte Gebäudeplanung in kalten Regionenmuß ebenfalls dem vorrangigen Ziel einer Reduzierungder Wärmeverluste und einer maximalen Nutzung der

22

Bild 22Bauernhaustyp mit Scheune,wie er in ähnlichen Varianten inNorddeutschland und Skandi-navien zu finden ist; steile, tiefheruntergezogene Dächer auswärmedämmendem Schilfrohr(Reet), sehr niedrige Außen-wandhöhen, wenige, kleineFensteröffnungen und zusätzli-che Windschutzbepflanzungenschaffen optimalen Schutz vorAuskühlung bei Sturm, Regenund niedrigen Außentempera-turen

Page 23: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Maßnahme zur Energieeinsparung. In der traditionellenArchitektur lag der Heizofen oft im Zentrum des Gebäu-des. Räume mit wärmeproduzierenden Anlagen (Ma-schinen, Heizkessel u.ä.) sollten also während dermeisten Zeit des Jahres ihre Wärme an umliegendeRäume abgeben, in den wenigen warmen Sommerwo-chen jedoch gut nach außen entlüftet werden können.

Die klimagerechte Ausführungsplanung basiert auf derTatsache, daß in kalten Regionen die Gebäudehüllemehr als in allen anderen Klimazonen ein schützendesund trennendes Element zwischen Außenklima undRaumklima darstellt. Sie hat vorwiegend die Aufgabe,den Wärmeabfluß vom Innenraum nach außen auf dasunvermeidbare Minimum zu beschränken.

Moderne Gebäude können eine klimagerechte Hülledurch die Kombination mehrerer Schichten mit unter-schiediichen Materialeigenschaften und Funktionen er-halten. Dabei übernimmt die äußere Schicht die Aufga-be des Wind- und Feuchtigkeitsschutzes. An ihrer In-nenseite liegt eine gut wärmedämmende Schicht. Diesekann eine Luftschicht, ein Dämmstoff oder beides sein.Die innere Schicht bildet lediglich die Raumoberflächen,kann aber ebenfalls die dämmende Wirkung unterstüt-zen. Eine Sonderform des Wind- und Wärmeschutzesist hier - wie auch in den gemäßigten Klimazonen - die

den traditionellen Bauten anderer kalter Regionen ander niedrigen Nordwand unter dem Dachüberstand häu-fig Holzstapel, Heuballen oder auch Schnee als zusätz-liche Dämmung aufgeschichtet.

Bei der Grundrisskonzeption empfiehlt sich eine "Tem-peraturhierarchie" oder Zonierung der Räume. Neben-räume oder Nebengebäude, wie Garagen und Abstell-räume liegen günstig als Pufferbereich an der Nordsei-te. Dachböden und Kellerräume (letztere insbesonderebei langanhaltendem Bodenfrost) erfüllen dieselbeFunktion. An der Südseite sollte die Möglichkeit zur Auf-nahme der Sonnenstrahlung durch größere Fensterflä-chen geschaffen werden, die allerdings nachts ver-schließbar sein müssen, möglichst mit gedämmtenKlappläden oder Rolladen. Auch hier kann der Anbauvon Wintergärten oder teilverglasten Terrassenberei-chen die Erwärmung der dahinterliegenden Räume wir-kungsvoll unterstützen. Dabei ist auf eine ausreichendeLüftungsmöglichkeit und Sonnenschutz für wärmereSommertage zu achten. Eingangsbereiche sollten un-bedingt mit Windfängen versehen werden.

Bei Gebäuden mit nur zeitweiser Benutzung im Tages-verlauf (Schulen, Büros u.ä.) ist das sorgfältige Ver-schließen aller Fenster mit dämmenden Vorrichtungenaußerhalb des Nutzungszeitraumes eine wirksame

23

Bild 23Der Eskimo-Iglu hat ein best-mögliches Verhältnis von mini-mierter, wärmeabgebenderAußenfläche zum erwärmtenInnenraumvolumen; er bestehtaus dem "Dämmstoff" Schneeund hat oft einen tiefliegenden,windgeschützten Tunnelzu-gang als Schleuse, welche dasAbströmen hochsteigenderWarmluft verhindert

Page 24: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Bepflanzung der Südfassade mit blattabwerfenden, alleranderen Fassaden mit immergrünen Pflanzen. So kanndie Wintersonne die Südfassade erreichen - ein Aspekt,der bei langer Winterdunkelheit in den Polarkreisregio-nen allerdings an Bedeutung verliert.

Ein intensiver Schutz vor eindringender Feuchtigkeit istan allen Bauteilen, vor allem aber an der Dacheindek-kung notwendig. Je flacher die Dachneigung gewähltwurde, desto größer ist besonders auf der windzuge-wandten Luv-Seite die Gefahr eines Wasserrückstauesbei Schnee- und Eisbelag oder aufwärtsgetriebenenWassers bei Windeinwirkung. Neben der sorgfältig aus-geführten Dacheindeckung selbst sind heute zusätzli-che Unterspannbahnen üblich und erforderlich.

Auf die Fugendichtigkeit der Gebäudehülle und insbe-sondere der Türen und Fenster, die viel zur Reduzie-rung von Wärmeverlusten beiträgt, wurde bereits im Zu-sammenhang mit den gemäßigten Klimazonen einge-gangen. Sie hat in kalten Zonen naturgemäß eine sehrstarke positive Wirkung.

24

Bild 24Ein Negativbeispiel wie klimagerechtes Bauen nicht aussieht: maxi-male Außenoberflächen erzeugen maximale Wärmeabgabe im Win-ter und maximale Wärmeaufnahme im Sommer; eine zu allen Himm-melsrichtungen gleiche Fassade ignoriert alle Möglichkeiten der kli-magerechten Kombination von gutem Wärmeschutz unbd Solaren-ergienutzung - solche Beispiele gibt es überall, dieses steht zufälligin Frankreich

Page 25: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Städten und die klimatischen Aspekte der Siedlungspla-nung sind gut erläutert und durch viele, in gut lesbarenDiagrammen ausgewerteten Messungen belegt. DieAnwendung dieser Ergebnisse für die Beurteilung ihrerEinflüsse auf das vorhandene Makroklima erfordert dasVorhandensein meteorologischer Daten.

Topografische Satellitenbilder und Daten mit sehrhoher Genauigkeit sind von der Seite "The Global LandOne-km Base Elevation (GLOBE) Project" abrufbar(http://www.ngdc.noaa.gov/seg/topo/globe.shtml). Dasinternationale GLOBE - Projekt hat ein, bis auf einen Ki-lometer genaues, digitales Geländemodell der Erde er-stellt, auf das über das Internet kostenfrei zugegriffenwerden kann. Ins Leben gerufen wurde diese Initiativevon "Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt", inZusammenarbeit mit sechs anderen internationalen In-stitutionen. Stehen keine schnellen Internetverbindun-gen zum herunterladen der Daten zur Verfügung, sokönnen diese auch auf CD-Rom, allerdings gegen Ge-bühr, bei folgender Adresse bestellt werden:

GLOBE DEM Project (E/GC1), NOAA/National Geophy-sical Data Center, 325 Broadway, Boulder CO 80303,USA, Tel: 303-497-6277, Fax: 303-497-6513, Email:[email protected] (ordering information), Email:[email protected] (technical information)

Klimadatenbanken in Datenbanken müssen ein breitesSpektrum an Informationen liefern, um das Makroklimaeines spezifischen Standortes realistisch beschreibenzu können. Nur dann können diese bei der Planung vonklimagerechten Gebäuden sinnvoll eingesetzt werden.Es werden Angaben zu folgenden Parametern benötigt:

Temperatur, Luftfeuchte, Windstärke, Windrichtung,Niederschlagsmenge sowie Strahlungsmenge, mög-lichst differenziert in diffuse und direkte Strahlung. DieseInformationen sollten mindestens in monatliche Mittel-

3. DATENUND PLANUNGSINSTRUMENTE

Daten und Planungsinstrumente bilden die Grundvor-aussetzungen für klimagerechtes Bauen. Dieses Kapitelenthält eine praxisorientierte Auswahl von Datenquellenund von vorhandenen Planungsinstrumenten mit kur-zen Hinweisen auf ihre Inhalte und Anwendungsberei-che.

Nicht klimatische Daten bieten eine Grundlage zur Be-urteilung der regionalen Beeinflussung des Mikroklimasim zu bebauenden Bereich. Während im freien Geländelediglich die Topografie und die Vegetation beachtetwerden müssen, ergeben sich im städtischen Umfeldmit steigender Bebauungsdichte komplexere Klimaver-hältnisse. In einigen Fällen bedarf es der Notwendigkeitvon eigenen Messungen. Allerdings sollten im Vorfeldalle möglichen Informationsquellen ausgeschöpft wer-den, um den eigenen Aufwand zu reduzieren.

Bei der Stadtverwaltung (Vermessungsamt) können inder Regel Karten in verschiedenen Maßstäben bezogenwerden, auf denen auch das Relief des betreffendenNatur- oder Stadtraumes abzulesen ist. Evtl. existierensogar digitale Geländemodelle. Zur Einschätzung der"Rauhigkeit" des Stadtraumes (wichtig für die Beurtei-lung der Luftbewegungen) werden Gebäudehöhen be-nötigt. Einen diesbezüglichen Überblick erhält man ausSenkrechtluft- und Sattelitenbildern. Weitere Informatio-nen, die sich zur Beurteilung der mikroklimatischen Ein-flüsse eignen sind Geschossflächenzahlen, Einwohner-dichten und Grünflächenanteile.

Eingehende Beschreibungen zur Beurteilung von Klima-verhältnissen in Städten finden sich in dem 1995 er-schienenen Buch "Das Klima der Städte" von F. Fezer.Hier werden u.A. die Einflüsse der Stadtgestalt mit ihrerspezifischen Bauweise, Dichte, Höhe und ihren Bauma-terialien auf die Bildung von Wärmeinseln beschrieben.Die Informationen über die Zusammenhänge von Luft-feuchte, Wolken und Niederschlag, Windfeldern über

25

Page 26: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

können. Einige Adressen im Internet bieten allerdingssehr nützliche Informationen, die ggf. anderweitige Re-cherchen ersparen können.

Institutionen, wie z.B. der Deutsche Wetterdienst(http://www.dwd.de) können genaue Klimaprofile fürspezifische Standorte erstellen. Nach Auftragserteilungdurch den Kunden werden die gewünschten Datengegen Gebühr bereitgestellt.

Werden Klimainformationen für Standorte benötigt, diesich in der Nähe von Ballungszentren befinden, könnenbrauchbare Daten z.B. von der Seite "Stadtklima"(http://www.stadtklima.de/webklima/index.htm), der Uni-versität Freiburg, Meteorologisches Institut, Arbeits-gruppe Stadtklima und Luftreinhaltung, Hebelstr.27,79085 Freiburg gebührenfrei bezogen werden. Der Ser-ver bietet Klimadaten ausgewählter Klimastationen aufder Erde, die dem gleichnamigen Handbuch von M.Müller, Universität Trier, entnommen sind. Bemerkens-wert ist allerdings, dass die Daten bereits 1983 veröf-fentlicht worden sind und sich daher auf ältere Messer-gebnisse stützen.

werte mit Angabe der Minima und Maxima differenziertsein und mindestens den Zyklus eines Jahres abdek-ken. Bei der Verwendung der Daten ist unbedingt dieLage der spezifischen Messstation zu beachten, um dasevtl. abweichende Mikroklima des zu untersuchendenGrundstückes oder Gebietes einschätzen zu können.Sind die Gegebenheiten augenscheinlich sehr unter-schiedlich, bietet sich die Recherche nach Klimadatenin dem entsprechenden Gebiet an. Mögliche Quellenkönnen z.B. Hochschulen, Industriebetriebe oder dieStadtverwaltung sein, die über Messstationen verfügenoder die gewünschten Daten zur Verfügung stellenkönnen.

Datenbanken im Internet bieten eine Vielzahl vonMöglichkeiten, Informationen über das Wetter und Klimaauf der Erde zu erhalten. Der überwiegende Anteil in-formiert über das aktuelle Wetter und Klimaveränderun-gen oder bietet sehr spezifische Klimadaten, also Infor-mationen, die nicht ohne Aufbereitung als Werkzeug beider Planung klimagerechter Gebäude genutzt werden

26

Karte 2Topografisches Satellitenbild Europas

Page 27: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

zeitlichen Schwankungen berücksichtigt werden. Instru-mente für die Bodenmessung der Sonnenstrahlungwerden beschrieben und ihre Verwendung in Kombina-tion mit Sattelitenaufnahmen erläutert. Ein Exkurs be-schreibt die Anwendungsmöglichkeiten der Sonnen-strahlung im Ingenieurbau. Abschließend werden dieenthaltene Datenbank und ihre Hauptanwendungen be-schrieben.

Zur praktischen Nutzung des Atlanten bietet sich die Er-gänzung des Buches durch die CD-Rom (EuropeanSolar Radiation Atlas Vol.2) an. Der Datenträger enthälteine Datenbank und eine Auswertungssoftware, die An-gaben zu Klimadaten in Bezug auf die geografischeLage mit einer Genauigkeit von bis zu 10 km interpolie-ren kann. Von über 700 Städten sind die wichtigsten Kli-madaten gemittelt aufgeführt, von 7 Städten existierensogar stündliche Werte. Die Beschreibungen vielerStädte beinhalten die Globalstrahlung auf unterschied-lich geneigte Flächen, Anteile der diffusen und der di-rekten Strahlung, Sonnenscheindauer, Lufttemperatur,Luftfeuchtigkeit, Wasserdampfdruck sowie den Luft-druck.

Die Datenbank kann wahlweise über eine geografischeAuswahl, anhand eine Landkarte, oder über die Sucheeines Stationsnamens bedient werden. Nach der Aus-wahl sucht das Programm nach allen verfügbaren Datenzu der gewählten Station. Die Algorithmen der Softwareumfassen die Bereiche Sonnengeometrie, optische Ei-genschaften der Atmosphäre und die Ermittlung derwinkelbezogenen Strahlungsintensität unter wolkenlo-sem Himmel im Stundentakt. Außerdem enthalten sindAngaben über das Strahlungsspektrum, die Beleuch-tungsstärke und die statistische Auswertung der Daten.Die Grafiken können wahlweise zwei- oder dreidimen-sional dargestellt werden. Verschiedene Beispiele be-schreiben die am weitesten verbreiteten Anwendungender Sonnenenergie im Ingenieurwesen, wie z.B. thermi-sche Solaranlagen, Photovoltaikanlagen oder Gebäude,die für eine solche Nutzung konzipiert sind. Ein Hand-buch erläutert die Anwendung und Bedienung der Soft-ware. Die Datenbank kann per Mausklick in andere Pro-

Datenbanken in gedruckter Form bieten eine weitereMöglichkeit zur Beschaffung von Klimadaten. Erwäh-nenswert sind in diesem Zusammenhang drei Werke:

"Klimadaten Europa" ist ein vom Deutschen Wetter-dienst 1981 herausgegebenes, dreibändiges Werk. Dienach geografischen Zonen unterteilten Bücher be-schreiben jeweils das Klima europäischer Städte. Fürjede Stadt werden in tabellarischer Form Angaben ge-macht über Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlags-mengen und Sonnenstunden. Die Bilanz umfasst denZyklus eines Jahres, differenziert nach Monatsmittelnsowie Minima und Maxima. Werte über Strahlungsmen-gen und Luftbewegungen sind nicht enthalten.

Der "European Solar Radiation Atlas" erschien erstmals1984. Die dritte überarbeitete Ausgabe wurde 1996 vonW. Palz und J. Greif herausgegeben und beschreibt dasGebiet der europäischen Gemeinschaft und benachbar-ter Länder. Das Buch enthält Angaben über die monat-liche Menge der am Erdboden auftreffenden Global-strahlung, die in Form von Karten und Tabellen darge-stellt sind. Die Anteile der diffusen und direkten Strah-lung werden ebenso beschrieben wie die unterschied-lichen Strahlungsmengen auf verschieden geneigtenFlächen. Die Strahlungsdaten sind auch auf zwei mitge-lieferten Disketten enthalten, um einen Import in Com-puterprogramme zu ermöglichen (siehe digitale Pla-nungsinstrumente).

Im Frühjahr 2000 erschien der neue, zweiteilige "Euro-pean Solar Radiation Atlas (Vol. 1+2)", herausgegebenvon K. Scharmer und J. Greif. Das Werk umfasst dasGebiet Europas im weitesten Sinne, vom Ural bis zu denAzoren und von Nordafrika bis zum Polarkreis. DieDaten beziehen sich auf den Beobachtungszeitraumvon 1981 bis 1990. Das Buch (European Solar Radia-tion Atlas Vol. 1) beschreibt die Sonnenstände in Ab-hängigkeit von der Zeit und der geografischen Lagesowie die Wechselbeziehungen zwischen Sonnenstrah-lung und Atmosphäre. Anhand von farbigen Karten wer-den Angaben zu den Anteilen diffuser und direkterStrahlung an der Globalstrahlung gemacht, wobei die

27

Page 28: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Auswertung übertragen, oder über eine Netzwerkver-bindung direkt in einem PC weiterverarbeitet werden. Inentlegenen Gebieten können solche Stationen z.B. miteinem Photovoltaikmodul zur Stromversorgung verse-hen werden, um Wetterdaten völlig autonom aufnehmenzu können. Zur Fernwartung und zum Datenaustauschdes Systems besteht die Möglichkeit Funk-Netzwerkezu installieren. Die Messungen sollten mindestens überden Zeitraumes eines Jahres erfolgen und optimaler-weise auch Informationen zu den Strahlungsverhältniss-sen liefern. Des weiteren ist es sinnvoll, möglichst vieleInformationen über die geografischen oder städtischenVerhältnisse zusammenzutragen.

Planungsinstrumente ermöglichen die Beurteilungund Interpretation der ermittelten Klimadaten, da bewer-tete Ergebnisse unabdingbar sind, um auf die vorherr-schenden, klimatischen Rahmenbedingungen baukon-struktiv und gestalterisch reagieren zu können. Bevorauf die Verwendung von Computerprogrammen einge-gangen wird, sollen an dieser Stelle die wichtigsten ana-logen Planungsinstrumente zur Interpretation der spezi-fischen Daten vorgestellt werden.

Komfortdiagramme sind grafische Hilfsmittel zur Er-mittlung des vom Menschen empfundenen Komfortbe-reichs. Dieser definiert sich hauptsächlich aus den Zu-sammenhängen von Lufttemperatur, Luftfeuchte undLuftbewegung, also physiologischen Einflussfaktoren.Daneben spielen auch psychologische Einflüsse, wiez.B. hygienische Verhältnisse und die Farbgebung desUmfeldes eine Rolle. Da diese aber subjektiv empfun-den werden und somit schwer messbar sind, soll imRahmen hierauf nicht weiter auf diese eingegangenwerden. Die nachfolgend abgebildeten Diagramme sinddem Buch "Tropenbau" (siehe Literatur) entnommen, indem ausführlich auf die Anwendung in der Praxis ein-gegangen wird. Die mit einem herkömmlichen Thermo-meter gemessene Temperatur wird als Trockentempe-ratur bezeichnet. In Abhängigkeit vom Feuchtegehaltder Luft weicht die vom Menschen gefühlte Temperaturallerdings von der gemessenen Trockentemperatur ab

gramme, z.B. zur Gebäudesimulation, exportiert wer-den. Die Karten stehen zum Transfer in Text- oder Bild-bearbeitungsprogramme zur Verfügung.

Hilfreich bei der Materialwahl klimagerechter Bauwerkeist ein europäischer Baustoffatlas mit ausgesuchtenEntwurfswerkzeugen, auf CD-Rom zu beziehen. DerAtlas wird zweijährig aktualisiert und ist zu beziehenüber die "Energy Research Group", University CollegeDublin, Richview, Clonskeagh, Dublin 14, Ireland. Die-ses und weitere Planungsinstrumente können im Inter-net unter http://erg.ucd.ie/ bezogen werden. Eine inter-aktive CD-Rom mit derselben Bezugsquelle ist beimEntwurf von Niedrigenergiehäusern behilflich. Sie ent-hält ein Gebäudesimulationsprogramm und bietetneben Informationen Musterlösungen in den BereichenEnergieeinsparung, thermischer Komfort, passiveSolar-Heizung, natürliche Kühlung, Tageslichtplanung,Umgebung und Gebäude, regionale Wärmeerzeugungsowie Mikroklima und Makroklima.

Die "IBPSA" (International Building Performance Simu-lation Association, (http://www.mae.okstate.edu/ibpsa/)ist eine nichtkommerzielle Vereinigung von Forschernim Bereich der Gebäudesimulation, Entwicklern undPraktikern, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, sichder Wissenschaft der Gebäudesimulation zu bedienenund diese weiter zu verbreiten. Entwurf, Konstruktion,Betrieb und Komfort von Neubauten und Gebäudebe-stand sollen damit optimiert werden.

Das Erstellen von standortspezifischen Klimaprofilendurch eigene Messungen kann erforderlich sein, wennsich trotz umfangreicher Recherche herausstellt, dassfür den zu beplanenden Ort keine Klimadaten zur Verfü-gung stehen. Für das Erstellen von standortspezifischenKlimaprofilen sind zunächst die Grunddaten, wie Wind,Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Luft-druck zu ermitteln. Hierfür bieten sich mobile, automa-tisch arbeitende Wetterstationen an, die in verschiede-nen Ausführungen erhältlich sind. Die ermittelten Datenkönnen gespeichert und später auf einen Computer zur

28

Page 29: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

29

Diagramm 2Effektive Temperaturen in Ab-hängigkeit von Trockentempera-tur, Feuchtetemperatur und Luft-geschwindigkeit

Diagramm 1Psychrometrisches Diagrammmit effektiven Temperaturen

Page 30: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

30

und wird entweder als kälter oder wärmer als dieseempfunden. Der Zahlenwert dieser gefühlten Tempera-tur wird als effektive Temperatur bezeichnet und kannmit Angaben zur relativen Luftfeuchtigkeit (in %) sowieder Trockentempertatur (in °C) ermittelt werden.

Unter Verwendung eines psychrometrischen Dia-gramms kann die spezifische, effektive Temperatur (in°C) abgelesen werden, die aus diesen Angaben resul-tiert. Sollen die mittleren Strahlungstemperaturen vonWänden und Decken in die Bilanz mit einbezogen wer-den, so muss zur Ermittlung der Trockentemperatur einspezielles, für diese Messung geeignetes Thermometerverwendet werden. Dem Diagramm können auf derGrundlage der gemessenen Werte zusätzlich Angaben

über den spezifischen Wassergehalt (in g pro kg trocke-ne Luft), den Wasserdampfdruck (in kPa) und dieFeuchtetemperatur in (°C) entnommen werden. DieFeuchtetemperatur kann auch direkt mit einem Feucht-thermometer gemessen werden. Dabei wird die Umge-bungsluft über einen feuchten Stoffstrumpf gezogen undkühlt dabei entsprechend der relativen Feuchte der Luftab. Die Feuchtetemperatur entspricht demnach bei100% Luftfeuchte der Trockentemperatur. Aus der Tem-peraturdifferenz kann wiederum mittels Tabellen, Dia-grammen oder Umrechnungsformeln die relative Feuch-te ermittelt werden.

Das Diagramm der effektiven Temperaturen ermög-licht es, die physisch empfundene Temperatur, welcheals effektive Temperatur bezeichnet wird, zu ermitteln.

Diagramm 4Komfortdiagramm für einen Bei-spielort mit kontinentalem Klima

Diagramm 3Komfortdiagramm

Page 31: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

den Azymuthwinkel (angegeben von 0° bis 360°) undauf den Höhenwinkel (angegeben von 0° bis 90°), derden jeweiligen Winkel des Sonnenstandes in Bezug aufdie als Ebene angenommene Erdoberfläche des Beo-bachtungsgebietes angibt. Um diese dreidimensionalenDaten zweidimensional abbilden zu können, werden dieermittelten, monatlichen Sonnenbahnen auf die Hori-zontebene projiziert, die als Kreisfläche dargestellt ist.Mittelpunkt des Diagramms ist die Abbildung des Zenits,der gleichzeitig den Standort des Beobachters definiert.

Neben den gemessenen Werten für Feuchtetemperaturund Trockentemperatur wird der kühlende Effekt vonLuftbewegungen in die Bilanz mit einbezogen. Daher istdie effektive Temperatur im Diagramm in Abhängigkeitvon der Luftgeschwindigkeit abzulesen.

Das Komfortdiagramm führt die beschriebenen Dia-gramme in einer Grafik zusammen und definiert denphysischen Komfortbereich des Menschen innerhalbder klimatischen Rahmenbedingungen. Für die Analyseeines bestimmten Ortes können die durchschnittlichenStundenwerte für Trockentemperatur und Luftfeuchte,für jeweils einen Monat des Jahres in das Diagrammübertragen werden. Die verbundenen Punkte definierenden gemessenen Bereich. Dort wo sich diese Flächenmit dem eingezeichneten Komfortbereich überschnei-den, bedarf es keiner, das Mikroklima beeinflussenderMaßnahmen. Ergänzend finden sich in dem DiagrammAngaben, wie der Komfortbereich bei ungünstigen, na-türlichen Bedingungen durch Wärmezufuhr, Luftbewe-gung und Befeuchtung geschaffen werden kann. Hier-bei handelt es sich um ein hilfreiches Werkzeug für Pla-ner, um notwendige, klimaspezifische Maßnahmenschon in der Entwurfsphase berücksichtigen zu können.

Sonnenstandsdiagramme eignen sich zur Beurteilungder natürlichen Lichtverhältnisse, in Abhängigkeit vonder geografischen Lage des zu beplanenden Grund-stücks oder Gebietes. Die Informationen können zurInterpretation von verschiedenen Fragestellungen ge-nutzt werden, wie z.B. der Dauer von Besonnung undVerschattung, der Lage von besonnten und verschatte-ten Zonen. Sie bilden somit die Grundlage für die Ermit-tlung von evtl. notwendigen Verschattungsmaßnahmenoder der Zeit und Richtung der nutzbaren Sonnenener-gie. Zur Erstellung eines solchen Diagramms wird derLauf der Sonne über ein Jahr beobachtet und für jedenMonat in stündlich ablesbaren Mittelwerten aufgezeich-net.

Diese Informationen beziehen sich auf den jeweiligenStand der Sonne in Bezug auf die Himmelsrichtung,

31

Diagramm 6Sonnenstandsdiagramm für einen Ort auf 51° nördlicher Breite

Diagramm 5Grundlagen für Sonnenstandsdiagrammea) Sonnenbahnen mit Uhrzeiten auf die Grundrissebene

herunterprojiziertb) Sonnenhöhe über Horizont und Azimut (Himmelsrichtung

des Sonnenstandes gemessen von Nord im Uhrzeiger-sinn)

Page 32: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Mit dem fertigen, breitengradspezifischen Sonnen-standsdiagramm steht ein wichtiges Planungswerkzeugzur Verfügung, mit dem über den Zyklus eines ganzenJahres die Zusammenhänge von Monat, Uhrzeit sowieAzymuth und Höhenwinkel ablesbar sind. Für geplanteGebäude kann damit die Dauer von Besonnung undVerschattung sowie die Lage von besonnten und ver-schatteten Zonen ermittelt werden.

Mit Hilfe des Schattenwinkelmessers wird der Himm-melsbereich definiert, der von einem definierten Stand-ort durch ein Hindernis verdeckt wird. Die Verschatt-tungsgrenzen werden über Winkel definiert. Diese erge-ben sich aus Projektionen, die vom Standort über dieGebäudekanten gerichtet werden. In der Ansicht kannso der Höhenwinkel in Bezug auf eine horizontaleEbene ermittelt werden. Im Grundriss wird die Lage dervertikalen Gebäudekanten definiert. Die Winkel der Pro-jektionslinien werden bezüglich einer parallel zur be-trachtenden Gebäudekante liegenden und durch denStandort laufenden Bezugslinie angegeben. Die ermit-

32

Diagramm 8Analyse der Besonnungsdauer einer Fassade F nach Süd-Südwestan einem Standort auf 51° nördlicher Breite ohne eventuelle Ver-schattungen - nur mit Hilfe des Sonnenstandsdiagramms

Diagramm 9Zusätzliche Analyse der Verschattung durch Nachbarbebauung mitHilfe des Schattenwinkelmessers (SWM)

Diagramm 7Schattenwinkelmesser mit Bogenlinien (1) für horizontale Schatten-kanten und Radiallinien (2) für vertikale Schattenkanten

telten horizontalen und vertikalen Verschattungsgren-zen werden wie beim Sonnenstandsdiagramm stereo-grafisch auf die Horizontalebene projiziert. Die hier defi-nierte Fläche des verdeckten Himmelsbereiches inBezug auf einen definierten Standort beschreibt das so-genannte Verbauungsbild im Schattenwinkelmesser.Verschattungsgrenzen durch horizontale Kanten wer-den als exzentrische Kreisbögen, Verschattungsgren-zen durch vertikale Kanten als radiale Linien darge-stellt.

Page 33: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Bauen" von B. Keller anhand von vielen Beispielen, Ta-bellen und Grafiken gut erläutert. Das hier vermittelte,physikalisch und mathematisch untermauerte Wissenist auf das Wesentliche reduziert. Es kann schon in denfrühen Planungsphasen für die Wahl der richtigen Bau-teilkonfigurationen in Hinsicht auf die Reduzierung desEnergie- und Leistungsbedarfs verwandt werden.

Digitale Planungsinstrumente können Aufgrund derLeistungsfähigkeit heutiger Computer sehr komplexeVorgänge in relativ kurzer Zeit berechnen. Daher sindsie sehr gut für das Erstellen von Klimamodellen sowiethermischen und optischen Simulationen geeignet. ImRahmen des Thermie Programms der EuropäischenGemeinschaft sind Werkzeuge und Techniken für denEntwurf und die Bewertung von energieeffizienten Ge-bäuden zusammengefasst worden, unter besondererBerücksichtigung der weitverbreiteten Nutzung vonComputerprogrammen. In der Broschüre "Tools andTechniques for the Design and Evaluation of Energy Ef-ficient Buildings" (diese und andere Dokumente sindkostenlos als PDF-Datei herunterzuladen von der Inter-netadresse: http://erg.ucd.ie/erg_downloads.html) wer-den international weit verbreitete Programme erläutert:

"WIS" ist ein Programm zur Ermittlung der thermischenund solaren Eigenschaften verschiedener Fenstertypen.

"Passport" ist eine Software zur Wärmebedarfsberech-nung mit einer tabellarischen, nicht grafischen Eingabe-oberfläche.

"Adeline" ist ein, mit dreidimensionalen Räumen arbei-tendes, Programm für die Beurteilung des Verhaltensund der Leistung von Tageslicht und künstlicher Be-leuchtung. Die enthaltenen Datenbanken umfassenviele verschiedene Tageslichtsysteme zur Beurteilungder Beleuchtungsstärke und den Einfluss des Lichtesauf die Wärmegewinne innerhalb des Gebäudes. DieErgebnisse werden in dreidimensionalen, farbigenRaumbildern, Perspektiven und Grafiken dargestellt.Das Programm enthält eine CAD-Eingabeoberfläche,

Die grafische Überlagerung von Schattenwinkelmesserund Sonnenstandsdiagramm ermöglicht die Definitionder, vom Verbauungsbild verdeckten Sonnenbahnen.Dazu werden die Mittelpunkte der Diagramme (Beob-achtungspunkte) übereinandergelegt. Die im Grundrissermittelte Bezugslinie (Basis) des Schattenwinkelmess-sers wird entsprechend ihrer Orientierung zu den Himm-melsrichtungen (0° bis 360°) im Sonnenstandsdia-gramm ausgerichtet. Zu Zeiten wo sich Verschattungs-bild und Sonnenbahnen überlagern, ist der Beobach-tungspunkt verschattet. Während der restlichen Zeitenist der definierte Punkt nicht verschattet. Auf dieseWeise können dem Diagramm für alle Monate Angabenüber die tägliche Besonnungsdauer und die genauenVerschattungszeiten des Beobachtungspunktes ent-nommen werden. Wichtig bei der Wahl des Beobach-tungspunktes ist seine, für den zu untersuchenden Be-reich möglichst repräsentative Position am Gebäude.Kann ein solcher Punkt nicht ermittelt werden, müssenggf. Diagramme für mehrere repräsentative Punkte er-stellt werden. Weiterführende Informationen und einegenaue Anleitung zum Erstellen von Sonnenstandsdia-grammen und Schattenwinkelmessern sind dem Buch"Bauphysik, Planung und Anwendung" zu entnehmen,das im Anhang aufgeführt ist.

Mit den oben aufgeführten Werkzeugen können diemakro- und mikroklimatischen Verhältnisse an einembestimmten Ort umfassend beschrieben werden. Umdiese bei der Gebäudeplanung berücksichtigen zukönnen, bedarf es einer guten Kenntnis der bauphysi-kalischen Vorgänge in den verwendeten Konstruktionenund Materialien. Grundlage hierfür sind wiederum diespezifischen Materialeigenschaften. Während die wich-tigsten Kennwerte z.B. aus Bautabellen entnommenwerden können, sind komplexere Zusammenhänge, wiez.B. das Absorpzionsvermögen und das dynamischeSpeicherverhalten verschiedener Stoffe, nur speziellerFachliteratur zu entnehmen. Diese bauphysikalischenGrundlagen sowie die Dimensionierung von Bauteilenund der Gebäudehülle entsprechend der klimatischenVoraussetzungen werden in dem Buch "Klimagerechtes

33

Page 34: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

beitet mit binären Klimadaten, die in Abhängigkeit vomspezifischen Planungsgebiet in Form von Wetterdateienimportiert werden können. Diese können wiederum imProgramm "SYNWET" durch Eingabe der jeweiligenWetterdaten erzeugt werden. Der Standort kann nachAngabe der geografischen Koordinaten und somit welt-weit definiert werden. Damit bietet das Programm einnützliches Planungswerkzeug, das durch individuelleAnpassung der Datenbanken in verschiedenen geogra-fischen und klimatischen Zonen einsetzbar ist.

"ARCHPASS" ist ein speziell für die frühen Planungs-phasen entwickeltes Gebäudesimulationsprogramm,das aus zwei Programm-Modulen mit gleich aufgebau-ten, grafischen Eingabemasken besteht. Mit dem ModulJahresheizwärmebedarf kann der Jahresheizwärmebe-darf, eine Monatsbilanz der Gewinne und Verluste einesGebäudes und eine energetische Bauteilbilanz erstelltwerden. Die Berechnung erfolgt auf Basis des stati-schen Rechenverfahrens nach der DIN-Vornorm 4108Teil 6 (EN 832). Die fertige Norm wird als Berechnungs-grundlage in der Energieeinsparverordnung 2000(EnEV 2000) verwendet und löst die gültige Wärme-schutzverordnung ab. Zusätzlich besteht die Möglich-keit, den Wärmebedarfsausweis nach der gültigen Wär-meschutzverordnung ausgeben zu lassen. Daher eignetsich das Programm neben der Unterstützung währendder Entwurfsphase auch für die Genehmigungsplanung.

Allerdings kann es nicht bei internationalen Planungeneingesetzt werden, da sich die Bilanzierungsverfahrenan nationalen Vorschriften orientieren. Bei der Eingabeund Berechnung wird die wärmedämmende Hülle desgesamten Gebäudes bzw. der zu betrachtenden be-heizten Zone nach Bauteilfunktion und -orientierung dif-ferenziert. Betrachtet werden z.B. Außenwände, Wändegegen unbeheizte Räume, Wände gegen Erdreich,speicherwirksame Innenbauteile, bauliche Verschat-tung, Lüftung und Heizung. Die zur Verfügung stehen-den Materialien und Konstruktionen werden vom Pro-gramm vorgegeben. Die Auswahl umfasst eine Listevon in Deutschland üblichen Baukonstruktionen und

kann *.dxf -Dateien aus anderen Anwendungen einle-sen und verfügt über eine Verbindung zu Energie-Simu-lationsprogrammen, wie z.B. "SUNCODE", "DOE 2" und"TRNSYS".

"ESP-r" ist eine thermisch-dynamische Simulationsum-gebung zur Unterstützung von einfachen bis sehr kom-plexen Entwurfsaufgaben. Es bietet die Möglichkeit desProjekt-Managements und verwendet Gebäude- undRaumgeometrien, Baustoffe, interne und externe Wär-melasten, Lüftungsverhalten und Energiegewinne durchgeplante Anlagen (z.B. Photovoltaiksystemen). DasProgramm berechnet aus den Daten Simulationen derLuftbewegungen (z.B. bei Fensterlüftung) und der dar-aus resultierenden thermischen Effekte. Die Wechsel-beziehungen der Daten werden in Form von Netzwer-ken dargestellt, die zur Auslegung von Gebäude-Kon-trollsystemen und zur Anlagensteuerung verwendetwerden.

Besonders erwähnenswert sind zwei deutschsprachige,thermische Gebäudesimulationsprogramme, "HELIOS-PC" und "ARCHPASS", die sich wesentlich in Hinsichtauf ihre Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Klima-zonen unterscheiden.

"HELIOS" dient zur Heiz- und Kühllastberechnung undarbeitet mit dynamischem 1-Zonen Modell, zeitabhängi-ge Speichervorgänge werden nach der Response-Fak-toren-Methode gelöst. Die Eingabe der Projektdaten er-folgt über eine grafische Oberfläche. Folgende Pro-blemstellungen können behandelt und einzeln unter-sucht werden: direkter Sonnenenergiegewinn durchFensterflächen, indirekter Sonnenenergiegewinn durchopake Bauteile und Absorberwandsysteme, Lüftungs-wärmeverluste, interne Wärmequellen, Speichermas-sen, Boden-, Dach- und Wandflächen gegen Außenkli-ma oder konstantes Klima, Transparente-Wärme-Dämm-Materialien sowie Fensterflächen. Die Eingabeder Bauteile, ihrer Aufbauten und Eigenschaften sowieder verwendeten Baustoffe erfolgt über Auswahlmenüs,die mit Datenbanken verknüpft sind. Das Programm ar-

34

Page 35: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

geht von vereinfachten Werten für Konstruktionstyp,Baustoff, Wärmespeicherung und Wärmedurchgangs-koeffizient aus. Bei der Bedienung des Programmsmüssen daher eigene und evtl. vom Bestand abwei-chende Konstruktionen der Programmstruktur unterge-ordnet werden.

Das Sommer-Modul liefert Daten zum sommerlichenWärmeschutz und kann das thermische Verhaltens vonRäumen oder Zonen während einer vierzehntägigenHitzeperiode ermitteln. "Die Berechnung basiert aufdem international bekannten Programmpaket für dyna-mische Gebäude- und Anlagensimulation TRNSYS,dabei ist die Anwendung - ihrem Verwendungszweckentsprechend - auf eine thermische Zone beschränkt,im Regelfall ist dies ein besonders exponierter Raum imGebäude. Einzugeben sind hier die raumbegrenzendenBauteile, Innenbauteile, bauliche und bewegliche Ver-schattung, Lüftung, Heizung sowie Wärmelasten. AufWunsch gibt es für die Sommer-Anwendung ein Zusatz-modul, mit dem die Kühllastberechnung nach VDI 2078durchgeführt werden kann" (Programmbeschreibung"Archpass").

Zusammenfassend lässt sich feststellen, das die Mehr-zahl der vorhandenen Planungsinstrumente gute Hilfe-stellungen zur energetischen Optimierung von Gebäu-den bieten. Dieses ist ein ganz wesentlicher Bestandteilklimagerechter Planung. Allerdings wird auch deutlich,das die hohe Komplexität der Berücksichtigung aller Kli-maparameter und der Nutzeranforderungen durch keinProgramm allein, sondern nur durch Beobachtungsfä-higkeit und Erfahrung erfolgreich bearbeitet werdenkann. Alle Planungsinstrumente können Handlungs-spielräume aufzeigen und dienen der Überprüfung vonEntwurfskonzepten, können aber nicht die Entwurfsar-beit übernehmen.

35

Page 36: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

36

4. AUSGEWÄHLTEKLIMADATEN EUROPAS

Die hier vorgelegten Klimadaten zu 15 europäischenStädten erlauben eine erste Einschätzung des jeweili-gen Makroklimas. Sie sind nicht in allen Fällen für sämt-liche klimatischen Parameter verfügbar und bedürfenvor einer konkreten Projektplanung natürlich immer derErgänzung durch möglichst ausführliche Informationenzum jeweiligen lokalen Mikroklima. Generell ermög-lichen sie aber schon einen Überblick über die beson-deren Möglichkeiten der klimagerechten Planung undeiner Abstimmung mit den im Kapitel 2 erläutertenGrundlagen für die betreffende Klimazone.

Die vorliegenden Klimadaten machen aber auch diffe-renzierte Vergleiche möglich und zeigen z.T. überra-schende Chancen für Orte, an denen sie nicht vermutetwerden, z.B. dass Helsinki mehr Sonnenscheinstundenerhält als Kopenhagen, Berlin und sogar Paris. Damitwird einmal mehr unterstützt, dass es sich für alle euro-päischen Standorte lohnt, die natürlichen RessourcenSonne und vorherrschende Winde immer in die Grund-überlegungen jeder Planung einzubeziehen, ohne sichvon Vorurteilen beeinflussen zu lassen. Wenn das Stu-dium dieser Daten und die Kenntnis der beschriebenenGrundlagen hierzu einen Anreiz bietet, nämlich mit neu-gieriger Freude unvermutete Chancen aufzuspüren,dann ist ein wesentliches Ziel dieser Arbeit erreicht.Dann besteht die Hoffnung, dass die Benutzung derChecklisten und der erläuterten, vorhandenen Pla-nungsinstrumente zu kontinuierlicher, fruchtbarer Ent-wurfsarbeit beiträgt.

Page 37: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

37

Ankara

Page 38: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

38

Athen

Page 39: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

39

Berlin

Page 40: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

40

Copenhagen

Page 41: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

41

Helsinki

Page 42: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

42

Innsbruck

Page 43: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

43

Lissabon

Page 44: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

44

London

Page 45: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

45

Madrid

Page 46: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

46

Moskau

Page 47: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

47

Oslo

Page 48: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

48

Paris

Page 49: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

49

Reykjavik

Page 50: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

50

Rom

Page 51: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

51

Stockholm

Page 52: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

52

5. KLIMAORIENTIERTEGEBÄUDETYPEN UND BAUELEMENTE IN EUROPA

Die Umsetzung der beschriebenen Grundlagen des kli-magerechten Bauens kann an einer breiten Vielfalt vonGebäudetypen und einzelnen Bauelementen in den ver-schiedenen Klimazonen Europas demonstriert werden.Hieraus ist nachfolgend eine Auswahl alter und neuerBeispiele dargestellt mit Abbildungen und Kurzbeschrei-bungen in Stichworten.

Diese Beispiele sind nicht immer repräsentativ für einegrößere Klimazone oder auf allen Ebenen des klimage-rechten Bauens optimiert. Sie alle verbindet aber dasBemühen, eine am konkreten Ort klimaorientierte Archi-tektur zu realisieren. Wieweit diese Versuche immer ge-lungen sind, kann nur individuell beurteilt werden. DieseBewertung fällt bei den traditionellen Bauten oft leichter.Sie können eine wertvolle Basis liefern aber keine Vor-lagen für die direkte Nachahmung.

Bei der Suche nach einer Kontinuität der guten grundle-genden Bautraditionen bei gleichzeitiger Weiterentwick-lung mit neuen technischen und gestalterischen Mittelnkönnen sie aber in jedem Fall Anregungen bieten für dieBeschäftigung mit der großen Bandbreite der bishermöglichen Lösungen und für die Entwicklung eigenerKonzepte. So sind die hier gezeigten Beispiele als Dis-kussionsgrundlage zur Belebung der fachlichen Ausein-andersetzung und als Anregung zur Sammlung eigenerBeispiele und zur Benutzung der vorhandenen und derhier vorgelegten Planungshilfen gedacht.

Page 53: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

53

Bild 26Die Baukörperform schwingt sich in respektvollen Abstand um denalten Baumbestand herum und nutzt den Schatten im Sommer undden Windschutz im Winter

Bild 27 Die Arbeitsräume erhalten ein gefiltertes, blendfrei gedämpftes Lichtim Sommer und können bei laublosen Bäumen von der Wintersonn-ne Licht und Wärme erhalten

Bild 25Verwaltungsbau der Deut-schen Bundesstiftung Umweltim norddeutschen Osnabrück(Arch. Schneider-Wessling):Hohe Tageslichausnutzungfür die Büroarbeitsplätze, So-larenergienutzung und die kli-maregulierende Wirkung alterBaumbestände im Innenhofbzw .umbauten Garten sindwichtige Bestandteile der kli-magerechten, energiesparen-den Konzeption - neben vie-len umweltorientierten techni-schen Details des Projekts

Page 54: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

54

Bild 28Oberlichter lenken Tageslicht in die zentralen Gebäudezonen

Bild 29Das Tageslicht der Oberlich-ter gelangt durch reflektieren-de, weiße Wände und Glas-öffnungen in den Innenwän-den und Türen von innen indie Arbeitsräume

Page 55: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

55

Bild 30Ein Wohnungsbauprojekt im süddeutschen Freiburg (Proj. Linden-wäldle, Arch. Disch) kombiniert durch nach Süden konvex gebogeneBaukörper eine gute passive Nutzung der Solarenergie mit gutemWärmeschutz auf der kürzeren Nordseite und den geschlossenen,kurzen Ost- und Westgiebeln

Bild 31Die Wintergärten bieten auf der gesamten Erdgeschossfassade imSüden einen winterlichen Energiegewinn und werden mit großenLüftungsöffnungen vor sommerlicher Überhitzung geschützt

Page 56: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

56

Bild 32Die geschlossenen, konkav gekrümmten und kürzeren Nordseitensind im Sinne einer "Temperaturhierarchie" oder Wärmezonierungder Räume mit niedriger temperierten oder unbeheizten Pufferräu-men geschützt (Treppenhaus, Windfang, Abstellräume)

Bild 33Die völlig geschlossenen Ost- und Westgiebel erhalten zusätzlichzur gedämmten Holzverkleidung einen dicken, windschützendenPflanzenbewuchs

Page 57: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

57

Bild 34Wohnhäuser in der Schweizan einem Südhang, mit Win-tergärten zur passiven Solar-energienutzung

Bild 35Die Nordseite der Häuser istnahezu vollständig in denHang integriert und wird sooptimal gegen Wind und Aus-kühlung geschützt

Bild 36Das einfache Pultdach wirddurch ein dickes Graspolster(von recycelten Autoreifengegen Abrutschen gesichert)zusätzlich gegen Wind undKälte geschützt

Page 58: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

58

Bild 39Ein großer Laubbaum bietet zusätzlichen sommerlichen Sonnen-schutz und freie Einstrahlung im Winter

Bild 37Bei einem energetischen Sanierungsprojekt in Kopenhagen wurdedie denkmalgeschützte Nordfassade zur Straße nur durch Wärme-schutzfenster verbessert, da die Fassade erhalten werden mußte;die westliche, geschlossene Brandwand erhielt ein Wärmedämm-Verbundsystem

Bild 38Die Südseite zum Hof ohnestrenge Denkmalschutzaufla-gen wurde fast flächendek-kend mit einer vorgesetztenWintergartenstruktur zur sola-ren Energiegewinnung undals wirksamer, unbeheizter (!)Wärmepuffer versehen; großeFensteröffnungen in der Win-tergartenverglasung vermei-den sommerliche Überhitzung

Page 59: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

59

Bild 41Mit ihrer Nord- und Westseite liegen die Gebäude optimal geschütztdicht hinter der alten Stadtmauer - im flachen, sturmreichen Hollandein wesentlicher Wärmeschutzvorteil

Bild 40Ein Wohnungsneubauprojektin der holländischen Altstadtvon Zwolle (Arch. van Eyck)schafft einen größeren, wind-geschützten Innenhofbereichals grüne "Oase" mit ausrei-chenden Öffnungen in denEckbereichen der Baukörperzur Vermeidung stehender"Kaltluftseen"

Page 60: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

60

Bild 43Der Fassadenausschnitt zeigt die Loggia und die außen angeschla-genen (d.h. nach außen öffnenden) Fenster - eine in Regionen mitkalten Stürmen bewährte Konstruktion, die bei Winddruck dichter istals nach innen öffnende Fensterflügel

Bild 42Die Südfassaden erhielten Wintergärten im Erdgeschoss und klei-

ne, tiefe Loggien mit Schatten bei hochstehender Sommersonne inden Obergeschossen

Page 61: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

61

Bild 44Das arabische Kulturzentrum "L'Institut du Monde Arabe" in Paris(Arch. Nouvel) hat eine Südfassade aus differenzierten Elementenzur Steuerung der Sonneneinstrahlung, die einer Kamerablende äh-neln; die Elemente aus beweglichen Blechen sind zwischen zweiGlasscheiben integriert

Bild 45Der Lesesaal bei geöffneten "Blenden" zur maximalen Tageslicht-ausnutzung im Winter oder bei bedecktem Himmel - über Fotozellenoder manuell gesteuert

Page 62: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

62

Bild 46Fassadenausschnitt mit einem einzelnen teilweise geschlossenenElement zwischen geöffneten Elementen; so wird eine individuelleSteuerung des Licht- und Energiedurchgangs für einzelne Räumeoder Fassadenbereiche möglich

Bild 47Die Fassade bei Wintersonne mit einem Öffnungsgrad, der in An-passung an die aktuell gemessene Strahlung die optimale Ausnut-zung von Sonnenenergie und Tageslicht ermöglicht; die Elementesollen traditionelle, arabische Gitterstrukturen von Fassaden assozi-ieren

Page 63: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

63

Bild 48Ein Wohnungsneubau in Ve-nedig mit den alten Klimastra-tegien der geschlossenen,monolithischen Außenwändemit relativ sparsamem Fen-steranteil und Fensterläden

Bild 50Ein weiterer Wohnungsneu-bau in Venedig mit hohem An-teil geschlossener Wandflä-chen, kleinen Fenstern undschattigen Loggien

Bild 49In den tiefen Fensterlaibun-gen der dicken Außenwändefinden die gefalteten Fenster-läden im geöffneten ZustandPlatz; sie dienen überwiegenddem sommerlichen Sonnen-schutz

Page 64: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

64

Bild 51Die sogenannte "Basilika" des Renaissance-Baumeisters Palladioim norditalienischen Vicenza hat umlaufende, tiefe Loggien; dieseerhalten Licht und Wärme der tiefstehenden Wintersonne und ge-langen mit der höhersteigenden Sonne zum Sommer immer mehr inden Schatten

Bild 52Der Innenraum der südlichen Loggien an einem sonnigen Märztag

Page 65: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

65

Bild 53Ein Bankgebäude auf der griechischen Insel Rhodos als kompakter,massiver Baukörper mit relativ geringem Öffnungsanteil in Anleh-nung an traditionelle Klimastrategien dieser warm-trockenen Mittel-meerregion

Bild 54Mehrgeschossiger Woh-nungsbau in Likovrissi/Athen(in der Bauphase, Arch. Tom-bazis) mit Südloggien und So-larkollektoren in der Dachflä-che

Page 66: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

66

Bild 56Südfassade mit integrierter, schattiger Loggienreihe einer alten Villaim portugiesischen Seebad Cascais bei Lissabon

Bild 55Pergolastruktur zur sommerlichen Beschattung einer Südfassadeund Terrasse in der einfachen Inselarchitektur Griechenlands

Page 67: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

67

Bild 58Individuell steuerbarer Sonnenschutz durch vertikale Schiebeele-mente an einem Verwaltungsbau in Rom

Bild 57Einfaches Strandhaus an derCosta de Caparica bei Lissa-bon; der außen umlaufendeGang mit eigener Überda-chung beschattet die gesamteFassade - ein Bauelement,dass sich auch in traditionel-len Bauten der Tropen findet

Page 68: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

68

Bild 60Ausstellungssaal des Museums mit Oberlicht; die Museumsfunktionkommt dem winterlichen Wärmeschutz im kalten Norwegen (aberauch dem sommerlichen in einem wärmeren Land) entgegen, dennim Dachbereich ist eine viel kleinere Öffnung für die gleiche Licht-menge nötig als bei Fenstern in der Wand

Bild 59Ein Museumsbau in Oslo(Kunstnernes Hus) als kom-pakter, weitgehend ge-schlossener Baukörper mitOberlichtern für die Ausstel-lungsräume und großen Süd-öffnungen im Restaurentbe-reich mit Schutz- und Schat-tendach über der Südterrasse

Page 69: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

69

Bild 61Ein Fischerhaus an der schottischen Westküste mit niedrigen, mass-siven Außenwänden, kleinen Öffnungen und einem dicken Stroh-dach bietet guten Wärme- und Sturmschutz

Bild 62Das flachgeneigte, dämmende Strohdach ist gegen Stürme gesi-chert durch eine flächige Befestigung mit Maschendraht und Be-schwerung mit Steinen

Page 70: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

70

Bild 63Ein Gasthof in Schottland mit heruntergezogener Nordseite undhoher Südfassade sowie größeren Fenstern zur Nutzung der Win-tersonne

Bild 64Fassadendetail aus Schottland mit Sonnenerker und hausintegrier-tem Windfang

Page 71: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

71

Bild 65 Die Kunsthochschule in Glasgow (Arch. Mackintosh), ein Bauwerkaus der städtischen Tradition des frühen 20. Jahrhunderts mit mass-siven Außenwänden und größeren integrierten Glasflächen (hier inder Westfassade)

Bild 66Ausschnitt der Westfassade, Kunsthochschule in Glasgow

Page 72: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

72

Bild 67Überglaster Hof als klimageschützter, lichdurchfluteter "Innenraum"aus der Jugendstilepoche, Glasgow

Bild 68Energetisch sanierter Woh-nungsbau in Dänemark miteiner großflächigen, vor dieSüdfassade gestellten Bal-kon- und Wintergartenstruktur

Page 73: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

73

Bild 69Einfache Ergänzung von Balkonen zu Wintergärten durch die Be-wohner selbst, an ca. 100 Jahre alten Wohnhäusern im norddeut-schen Hannover

Bild 70Eine besondere und kostengünstige Form des Wind- und Wärme-schutzes ist die fast vollständige "Einkleidung" dieses Hauses in Dä-nemark mit einem "grünen Pelz" aus Kletter- bzw. Rankpflanzen(z.B. Efeu, Knöterich, wilder Wein)

Page 74: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

6. PLANUNGSANFORDERUNGENUND CHECKLISTEN

Die wichtigsten Planungsanforderungen für die Entwik-klung klimagerechter Gebäudekonzepte in Abhängigkeitvon ihrem konkreten Standort in Europa können geglie-dert werden nach:

6.1 Planungsanforderungen

- Makroklima-Anforderungen- Mikroklima-Anforderungen- Nutzungsbezogene Klimaanforderungen

Grundlegende und typische Anforderungen aus demMakroklima einer größeren Region bilden die Basis derersten Planungsüberlegungen. Spezielle Anforderun-gen aus dem Mikroklima des unmittelbaren Standortesund seiner direkten Umgebung bilden den konkretenHandlungsspielraum. Besondere Anforderungen ausder geplanten Nutzung des Gebäudes und seiner Um-gebung sind vor allem gekennzeichnet durch die Wech-selwirkungen zwischen Klimaverlauf und Nutzungszeit-räumen sowie Nutzungsart.

Die systematische Überprüfung dieser Anforderungenvom ersten Moment der Bearbeitung einer Planungs-aufgabe an ist eine notwendige Voraussetzung für kli-magerechtes Bauen. Sie soll durch die folgendenChecklisten erleichtert werden. Diese sind entspre-chend den drei genannten Anforderungsgruppen aufge-baut. Die Checklisten dienen zur möglichst vollständi-gen Überprüfung der Chancen und Einschränkungenaus den Bedingungen von Makro- und Mikroklima sowieaus den Nutzungen. Sie verbinden die Aussagen zu denGrundlagen des klimagerechten Bauens und zu denBeispielen aus verschiedenen europäischen Regionenmit den Hinweisen zu den Planungsinstrumenten.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass Planungsmaßnah-men auf das jeweilige Makroklima weitgehend nur rea-gieren können und dieses als gegeben ansehen müs-sen. Über seine Modifikationen durch globale Klimaver-änderungen besteht noch keine Sicherheit bezüglichihrer genauen Größenordnungen und ihres zeitlichenVerlaufs. Geschweige denn sind bisher verlässlichePrognosen verfügbar über eventuell eintretende Syner-gie- oder Kompensationseffekte (z.B. globale Erwär-mung und Abkühlung in Europa durch Golfstrom-Verän-derungen). Infolge dieser Unsicherheit der planerischenKonsequenzen - sollen wir in Europa für ein künftig wär-meres oder kühleres Klima bauen ? - kann die Reaktionauf mögliche Veränderungen des Makroklimas nur ineiner gewissen Flexibilität der Planung liegen auf derBasis der bisherigen, langfristigen Makroklima-Charak-teristika. Eine solche flexible Planung für anpassungsfä-hige Gebäude ist gleichzeitig ohnehin von Vorteil für An-passungen an Veränderungen der Nutzung, des Nut-zerverhaltens und der sich entwickelnden Material- undAnlagentechnik.

Das Mikroklima des konkreten Gebäudestandortes undseines Umfeldes kann im Gegensatz zum Makroklimaerheblich durch die Planung selbst beeinflußt und imgünstigen Fall verbessert werden. Die hierbei zu be-rücksichtigenden Planungsanforderungen und die da-raus entstehenden Maßnahmen wirken also in zweiRichtungen, auf das Gebäude und auf seine Umge-bung, die dann ihrerseits in der Rückwirkung wieder dasGebäude beeinflusst.

Die Nutzung eines geplanten Bauwerks wird in Art undUmfang überwiegend durch den Auftraggeber vorgege-ben. Die Planung kann hier jedoch durch eine frühzeiti-ge Entwicklung von Konzept-, Entwurfs- und Detailalter-nativen Möglichkeiten ausarbeiten zur zeitlichen undräumlichen Organisation der Funktionen mit Nutzungs-

74

Page 75: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

Für die Benutzung der drei Checklisten ist zu beachten,dass die Checkliste 1 "Makroklima-Anforderungen" alserste Grundlage für den Einstieg in einen Planungspro-zess dienen soll. Die Checklisten 2 "Mikroklima-Anfor-derungen" und 3 "Nutzungsbezogene Klimaanforderun-gen" sind immer parallel in ihrer gegenseitigen Wech-selwirkung während des gesamten Planungsprozesseszu nutzen.

kombinationen, die raumklimatische und energieökono-mische Vorteile aufweisen. Hierzu gehören z.B. Mehr-fachnutzungen bestimmter Räume zu verschiedenenZeiten, Temperaturhierarchien der Raumanordnung(warmer Kern und kühle Hüllräume) oder sogenannte"Energiekaskaden" zur gestaffelten Restenergienutzung(z.B. Abwärme) bei hintereinander liegenden Räumen.

6.2 Checklisten zur klimagerechten Gebäudeplanung in Europa

CHECKLISTE 1: Makroklima-Anforderungen

· Kurzbeschreibung des regionalen Makroklimas in Stichworten (z.B. südeuropäische Höhenregion mit langen, trockenen Sommern und 2- bis 3-monatiger Winterperiode mit mäßigem Regen und Heizbedarf je nach Höhenlage)...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Regionale Bautraditionen in Stichworten, ggf. mit Abbildungen im Anhang zur Checkliste (z.B. massives Natursteinmauerwerk, kleine Fassadenöffnungen, flachgeneigte Ziegeldächer, tiefe Laibungen mit Klappläden)...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Allgemeine, regionale Makroklimadaten, möglichst mit Hinweis auf die Erhebungsorte und-zeiträume (ggf. Klimatabelle - falls erhältlich - als Anhang beifügen)

Monatsdaten 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12- mittlere Durchschnittstemperatur °C- mittlere Maximaltemperatur °C- mittlere Minimaltemperatur °C- mittlere Niederschlagsmenge mm- mittlere relative Luftfeuchte %- mittlere Windgeschwindigkeiten m/sec- vorherrschende Windrichtungen

75

Page 76: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- mittlere Anzahl der Frosttage- zusätzl. Angaben (Orkane, Erdbeben, Nebel,...):...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Solare Daten der Region (ggf. Tabelle und Sonnenstandsdiagramm - falls erhältlich -als Anhang beifügen)

Monats- oder Jahresdaten 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Jahr- Sonnentage d- Sonnenscheinstunden h- Globalstrahlung W/m²- Anteil direkter Strahlung %- Anteil diffuser Strahlung %- zusätzl. Angaben: ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Gebäudebezogene Auswertung der regionalen Makroklimadaten in Stichworten (später differenzieren mit den Prüfpunkten der Checklisten 2 und 3)- Monate mit Heizbedarf für Wohngebäude: ................................................................- Monate mit Kühlbedarf für Wohngebäude: ................................................................- Monate mit Heizbedarf für Bürogebäude: ..................................................................- Monate mit Kühlbedarf für Bürogebäude: ..................................................................- Besondere Heiz- und Kühlanforderungen sonstiger Gebäudetypen: ...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Sonnenscheintage/-stunden in der Heizperiode:.........................................................

· Besondere klimatische Probleme der Region und ihr zeitliches Auftreten (Monate, Dauer in Tagen, tagsüber oder nachts)

- sehr hohe relative Luftfeuchte: ...................................................................................- sehr niedrige relative Luftfeuchte: ..............................................................................- kalte Starkwind- und Sturmhäufigkeit: ........................................................................- warme Starkwind- und Sturmhäufigkeit: ....................................................................- sehr hohe, kurzzeitige Niederschlagsmengen: ...........................................................- lange, anhaltende Niederschlagszeiten: .....................................................................- starke Schneefälle: .....................................................................................................

76

Page 77: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- anhaltende Frostperioden: .........................................................................................- häufiges Auftreten von Nebel: ....................................................................................- kombiniertes Auftreten von Sturm und Regen: ..........................................................- kombiniertes Auftreten von hoher Luftfeuchte und Frost: ..........................................- sonstige Nachteile:........................................................................................................................................................................................................................................................

· Besondere Chancen des regionalen Klimas zur natürlichen Klimatisierung (ggf. Beispiele mit Stichworten, Skizzen und Abbildungen als Anhang beifügen)

- direkte Sonnenstrahlung in der Heizperiode: .............................................................- nutzbare Winde in der Hitze- bzw. Schwüleperiode: ...................................................- nutzbare Luftströmungen aus der Land-Wasser-Erwärmung zur Querlüftung in Küs-

tenlagen: ....................................................................................................................- nutzbare Vegetation zur Beschattung: .......................................................................- günstige Geländepositionen in der Topografie (Sonnenhänge, Windschutz an Lee-

hängen, Belüftung an Luvhängen, Kaltluftseen, Frischluftschneisen etc.):..................................................................................................................................................................................................................................................................................................- sonstige Vorteile: .........................................................................................................................................................................................................................................................

· Zusätzliche Hinweise und Anlagen:..................................................................................................................................................................................................................................................................................................

77

Page 78: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

CHECKLISTE 2: Mikroklima-Anforderungen

· Kurzbeschreibung des lokalen Mikroklimas am Bauplatz in Stichworten (z.B. dichtbebautestädtische Umgebung, Windschutz im Westen durch hohe Gebäude, sommerliche Teilver-schattung im Süden durch Alleebäume, .....)...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Mikroklimadaten, soweit erhältlich mit Hinweis auf Datenquelle und Erhebungszeitraum.

Folgende möglichen Datenquellen überprüfen:- Checkliste 1 "Makroklimadaten" immer zum Vergleich heranziehen- Klimakarten der Stadtplanungs- oder Vermessungsämter (z.B. Wind und Tempera-

turen, Topografie, Stadtraumrelief und "Rauhigkeit" - siehe Kapitel 3)- Luftaufnahmen oder Satellitenbilder (Quellen siehe Kapitel 3)- Vorhandene Wetterstationen/Messstationen der näheren Umgebung (Informationen

bei Stadtverwaltung oder örtlichem Wetteramt)- Klimaaufzeichnungen von Nutzern der Nachbarfunktionen (z.B. Industrieanlagen,

Freibäder/Sportanlagen, Flughäfen, technische Schulen/Hochschulen)- Eigene Klimadatenerfassung/mobile Messstationen- Genaue Standortanalyse der Witterungsfolgen wie z.B. Strumschäden, Wuchsrich-

tung von Bäumen, Moos- und Flechtenbildung nach Himmelsrichtungen, Spuren vonÜberschwemmungen, Dauerfeuchte, Blitzschlag, hoher Sonneneinstrahlung

Zusätzliche spezielle Standortdaten, sofern abweichend von Makroklimadaten:- Vorherrschende Windrichtungen, -stärken und -zeiten: ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Windschutz/Abdeckung der natürlichen Luftbewegung durch Nachbargebäude,

Vegetation oder Topografie:...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Niederschlagsmengen (Regen) und zeitliches Auftreten: ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Schneemengen und zeitliches Auftreten:.................................................................................................................................................- Bodenfrost:.................................................................................................................................................

78

Page 79: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- Nebelbildung:.................................................................................................................................................- Überschwemmung/Probleme der Oberflächenentwässerung:.................................................................................................................................................- Sonstige Mikroklimafaktoren, die auf dem Grundstück zu beachten sind:..................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Zusätzliche, lokale Solardaten auf der Basis der Makroklimadaten aus Checkliste 1:

- Verschattungen der Grundstücksflächen - Ausmaß und zeitliches Auftreten überprü-fen durch Sonnenstandsdiagramme (siehe Kapitel 3) und Eintragung der Nachbar-bebauung und Bäume (beifügen als Anlage):

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................- Verschattungen möglicher, geplanter Bauten auf dem Grundstück - überprüfen durch

Anwendung der o.g. Sonnenstandsdiagramme für verschiedene mögliche Gebäu-deorientierungen und Gebäudehöhen sowie durch Arbeitsmodelle im Umgebungs-modell oder durch Simulation (Software siehe Kapitel 3):

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................- Besondere Reflexionswirkungen der Solarstrahlung durch Nachbarfassaden oder

Wasserflächen (im Sonderfall Schneeflächen):..................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Lokale Einschränkungen der solaren Einstrahlung (z.B. häufiger Bodennebel,

Talnebel, Schnee auf horizontalen und flachgeneigten Flächen) : ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Gebäudebezogene Auswertung der Mikroklimadaten - Eintragung im Lageplan als Anlagebeifügen

- Nutzbare Grundstücksbereiche zur solaren Energiegewinnung (Umfang und Zeit-räume):

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

79

Page 80: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- Nutzbare Gebäudeteile und -flächen zur solaren Energiegewinnung (Dächer, Fassaden/je nach Geschoss, Nebengebäude):

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................- Nutzbare Verschattungen von Grundstücksflächen und geplanten Gebäuden: ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Grundstücksbereiche mit besonders guter Querlüftung (Umfang und Zeiträume): ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Grundstücksbereiche mit besonders gutem Windschutz (Umfang und Zeiträume): ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Sonstige mikroklimatische Vor- oder Nachteile des Grundstücks:...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Vorhandene klimaorientierte Nachbargebäude (ggf. Zeichnungen, Fotos, Beschreibungenals Anhang beifügen) und deren Nutzererfahrungen: ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Zusätzliche Hinweise und Anlagen zum Mikroklima auf dem Baugrundstück oder den alternativ zu bewertenden Baugrundstücken:...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Vergleichende Bewertung bei Alternativgrundstücken:

Mikroklimatische Vorteile NachteileGrundstück A ................................................. ........................................................

................................................. ........................................................Grundstück B ................................................. ........................................................

................................................. ........................................................Grundstück C ................................................. ........................................................

................................................. ........................................................

80

Page 81: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

CHECKLISTE 3: Nutzungsbezogene Klimaanforderungen

· Klimaorientierte Auswertung des Nutzungsprogramms zur Ermittlung des Zeitraums und Umfangs notwendiger Klimatisierungsmaßnahmen unter Berücksichtigung der Ergeb-nisse aus Checkliste 2

- Eintragung der ermittelten Klimadaten in Komfortdiagramme (siehe Kapitel 3 - Dia-gramme beifügen als Anlage) für die verschiedenen Nutzungsbereiche entspre-chend ihrem besonderen Heizungs- oder Kühlungsbedarf:

Nutzungsbereich:.........................................................................................................Nutzungsbereich:.........................................................................................................Nutzungsbereich: ........................................................................................................

· Klimaorientierte Nutzungsanordnungen auf dem Grundstück oder im Bauwerk (Eintragungen im Lageplan als Anlage beifügen)

- Anordnung der Nutzungen mit hohem Heizenergiebedarf (Höhe und Dauer):...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Anordnung der Nutzungen mit niedrigerem Heizenergiebedarf (Höhe und Dauer):...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Anordnung der Nutzungen ohne Heizenergiebedarf:...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Anordnung der Nutzungen mit hohen Anforderungen an natürliche Querlüftung: ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Anordnung der Nutzungen mit geringen oder ohne Anforderungen an Querlüftung:...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

81

Page 82: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

· Klimaorientierte Grundrissorganisation (in Vorentwurfsalternativen eintragen und als An-lage beifügen)

- Raumerschliessungen zur Förderung der besseren Querlüftung (Aussengänge, of-fene Flure in Hauptwindrichtung, gegenüberliegende Türen mit Lüftungsfunktion):

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................- Raumanordnungen und -dimensionierungen zur Förderung der Querlüftung (kurze

Raumausdehnung in Durchlüftungsrichtung, Anordnung an windexponierten Gebäu-deseiten, Vermeidung von Luftstrombarrieren durch Bauteile oder Nachbarräume):

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................- Raumanordnungen zur besseren Heizwärmeausnutzung (Zusammenfassung von

Räumen mit gleichem Wärmeniveau, Nutzung von Abwärme für Nachbarräume, Temperaturhierarchien - siehe Kapitel 2 - und Pufferräume):

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................- Raumanordnungen zu Solarenergieausnutzung (Himmelsrichtung, Zeitraum):...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Klimaorientierte Baukörperkonzeption (überprüfen in Zeichnungen, Arbeitsmodellen und ggf. Simulationen - als Anlage beifügen)

- Baukörperdimensionierung und -orientierung zur Ausnutzung von Luftbewegungen:...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Baukörperdimensionierung und -orientierung zur Schaffung und Nutzung

windgeschützter Bereiche/Fassaden/Außenräume: ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Baukörperausbildung und -orientierung zur Unterstützung des Wärmeschutzes/der

Wärmebewahrung (Kompaktheit, Dichte, Reduzierung der Auskühlungsflächen):...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

82

Page 83: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

- Baukörperform und -orientierung zur Nutzung der Solarenergie (Himmelsrichtungen, Öffnungen, Dachformen):

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

· Sonstige Maßnahmen der klimagerechten Nutzungskonzeption(Außenanlagen, Nutzungskombinationen mit Nachbarbebauung, Gebäudeerweiterungen):...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

· Rückkopplung aller Entwurfsschritte mit den Checklisten 2 und 3:

Entwurfsstand vom: ..................... klimatisch überprüft: ..........................................................Entwurfsstand vom: ..................... klimatisch überprüft: ..........................................................Entwurfsstand vom: ..................... klimatisch überprüft: ..........................................................

83

Page 84: klimagerechtes bauen europa 200 - Klimafibel · 1 fachhochschule hamburg FACHBEREICH ARCHITEKTUR Thorsten Schütze Wolfgang Willkomm KLIMAGERECHTES BAUEN IN EUROPA Planungsinstrumente

ANHANG

Abbildungsquellen:

Karte 1

Karte 2

Bild 1 bis 8, 11 bis 60 und 68 bis 70

Bild 9 u. 10

Bild 61 bis 67

Diagramme 1 bis 4

Diagramme 5 bis 9

Literatur:

Bauphysik, Planung und Anwendung

Das Klima der Städte

European Solar Radiation Atlas, 3. Ausgabe

European Solar Radiation Atlas, Vol.1

European Solar Radiation Atlas, Vol.2

Luft und Klima als Planungsfaktor im Umweltschutz

Design with Climate

Solararchitektur für Europa

Solarenergie in Architektur und Stadtplanung

The Climatic Dwelling

Photovoltaik in Gebäuden

Solar Dach Fibel

Sonnenenergie für eine umweltschonende Baupraxis

Tropenbau

Schütze,T. (nach Olgyay,V.)

The Global Land One-km Base Elevation (GLOBE)Project

Willkomm,W.

Weber, W.

Schütze,T.

Lippsmeier, G.

Schild, E. e.a.

E. Schild, H.-F. Casselmann, G. Dahmen und R. Pohlenz 1982, ISBN 3-528-08662-9

Fritz Fezer, 1995, ISBN 3-62300841-9

W. Palz und J. Greif 1996, ISBN 3-540-61179-7

K. Scharmer und J. Greif 2000, ISBN : 2-911762-21-5

K. Scharmer und J. Greif 2000, ISBN : 2-911762-22-3

U. Reuter, J. Baumüller, U. Hoffmann 1991, ISBN 3-8169-0571-4

V. Olgyay, Princeton University Press 1963

A. Schneider 1996, ISBN 3-7643-5384-8

T. Herzog 1996, ISBN 3-7913-1652-4

Teacher's Resource Package, Energy ResearchGroup, UCD, Dublin 1995

H. Hullmann 2000, ISBN 3-8167-4716-7

T. Delzer und K.-H. Remmers 1998, zu beziehen imInternet unter: http://www.solarpraxis.de, oder:[email protected]

H. Weik 1995, ISBN 3-8169-1256-7

G. Lippsmeier 1980, ISBN 3-7667-0536-9

84