2. Sommerlicher Wärmeschutz von Aufenthaltsräumen

Einflussfaktoren
Das sommerliche Temperaturverhalten eines nicht klimatisierten Aufenthaltsraums hängt von Klima, Fenstern, Nutzerverhalten und Gebäudeeigenschaften ab und wird maßgeblich von folgenden Faktoren beeinflusst:

• Außenklima und Sonneneinstrahlung
• Größe der Fenster relativ zur Raumgröße
• Orientierung und Neigung der Fenster
• Gesamtenergiedurchlassgrad der Fenster inklusive Verschattungseinrichtungen
• Lüftungsverhalten des Nutzers, vor allem hinsichtlich Nachtlüftung
• Nutzung von beweglichen Verschattungseinrichtungen
• Innere Wärmelasten aus Geräten und Personen
• Wärmespeicherverhalten des Raums
• Baulicher Wärmeschutz der Außenbauteile
• Bauliche Verschattung durch Topografie, Nachbargebäude, und durch das Gebäude selbst

Bei der Gebäudekonzeption und -planung sollten Architekten und Ingenieure diese Faktoren angemessen berücksichtigen. Das primäre Ziel ist die Schaffung eines angenehmen sommerlichen Raumklimas bei gleichzeitiger Reduzierung oder gänzlicher Vermeidung eines Kühlenergiebedarfs. Dies lässt sich durch gezielte bauliche und technische Maßnahmen erreichen, die auf fundierten bauphysikalischen Prinzipien basieren:

• Minimierung der Wärmezufuhr von außen z.B. durch effektive Nutzung von Verschattungseinrichtungen
• Reduzierung interner Wärmegewinne z.B. durch energiesparende Geräte und Beleuchtung
• Erhöhung der Wärmeabfuhr, insbesondere durch erhöhte Nachtlüftung
• Bereitstellung ausreichender Speichermassen mit direktem Kontakt zur Raumluft, um Temperaturanstiege tagsüber zu dämpfen

Die Nachweispflicht
Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) schreibt für Aufenthaltsräume in beheizten Gebäuden ($\ge 19\,^{\circ}\mathrm{C}$ Raumsolltemperatur) und in niedrig beheizten Gebäuden ($\ge 12\,^{\circ}\mathrm{C}$ Raumsolltemperatur) einen Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes gemäß DIN 4108-2 vor [1]. Diese bietet mit dem Sonneneintragskennwertverfahren eine pragmatische Berechnungsmethode, die Fenstergröße und Sonnenschutz, verschiedene Bauarten, verstärkte Nachtlüftung und passive Kühlkonzepte berücksichtigt. Dieses ingenieurmäßige Verfahren evaluiert einfach und schnell die wichtigsten Einflussfaktoren, um übermäßige sommerliche Raumtemperaturen ohne aktive Kühlung zu vermeiden. Es empfiehlt sich, diese Kontrolle von vorneherein in die Entwurfs- und frühen Planungsphasen zu integrieren, um rechtzeitig und günstig gegensteuern zu können.

Für eine präzisere Analyse können Planer auf Programme zur thermischen Gebäudesimulation zurückgreifen. Diese ermöglichen eine detaillierte Prognose der sommerlichen Raumtemperaturen. Soll die Simulation als GEG-Nachweis des ausreichenden sommerlichen Wärmeschutzes anstelle des Sonneneintragskennwertverfahrens dienen, sind die in der DIN 4108-2 definierten Berechnungsparameter und Randbedingungen zu verwenden, um die Vergleichbarkeit mit den normativen Grenzwerten zu gewährleisten.

Zusätzlich (aber nicht als Nachweisersatz!) kann die thermische Gebäudesimulation mit individuellen Randbedingungen wiederholt werden, um im Rahmen der Bauherrenberatung die Behaglichkeit unter den für später tatsächlich geplanten Nutzungsrandbedingungen und am individuellen Gebäudestandort zu bewerten. Dabei kann der resultierende Verlauf der Raumtemperatur anhand eines Gleitenden-Mittelwert-Verfahrens aus DIN EN 16798-1 [2] in Komfortklassen eingestuft und mit der Komfortanforderung des Bauherren verglichen werden.

Beim Nachweis konzentriert man sich auf den vermutlich ungünstigsten Aufenthaltsraum des Gebäudes hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes. Ist für diesen Raum der Nachweis erfolgreich erbracht, gilt er für alle anderen Aufenthaltsräume mit. Falls man sich vorab nicht sicher ist, welcher Aufenthaltsraum der kritische ist, werden alle Räume analysiert, die als kritischer Raum in Frage kommen. Bei mehrzonigen Gebäuden geht man analog vor, aber pro Zone. Aufenthaltsräume sind üblicherweise z.B. Wohn- und Schlafräume, Büro-, Geschäfts-, Verkaufsräume, Warteräume, Werkstätten, Gaststätten, Versammlungs- und Unterrichtsräume, Krankenräume, Sport- und Spielräume, aber nicht z.B. Treppenräume, Abstell- und Lagerräume, Heizräume.

Ausnahmen von der Nachweispflicht
Bei Wohngebäuden mit spezifischen Merkmalen – einem grundflächenbezogenen Fensterflächenanteil des kritischen Raums von bis zu $35\,\%$ und mit Rollläden an Ost-, Süd- und Westfenstern – entfällt die Nachweispflicht. In diesen Fällen gilt der sommerliche Mindestwärmeschutz pauschal als erfüllt.

Ähnliches gilt für Räume hinter unbeheizten, zum Aufenthaltsraum hin abgeschlossenen Glasanbauten, wenn der unbeheizte Glasvorbau einen Sonnenschutz mit einem Abminderungsfaktor $F_C \le 0{,}35$ und Lüftungsöffnungen im obersten und untersten Glasbereich hat, die zusammen mindestens $10\,\%$ der Glasfläche ausmachen, und der dahinterliegende nachzuweisende Raum nur über den Glasvorbau belüftet wird.