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Passives Solardesign

1970
Wohngebäude mit passivem Solardesign wie Trombenwänden und nach Süden ausgerichteten Fenstern.

Passive solar design is a building design strategy that uses a building’s components—walls, floors, windows, and orientation—to collect, store, reflect, and distribute solar energy in the form of heat in the winter and reject solar heat in the summer. Unlike active solar heating systems, it does not involve the use of mechanical and electrical devices.

Passive solar design relies on five key principles. The first is the aperture (or collector), which consists of large glass areas (windows, skylights) oriented to face the sun’s path, typically south in the Northern Hemisphere. These allow sunlight to enter the building. The second principle is the absorber, which involves hard, darkened surfaces on the sun-exposed side of a thermal mass. These surfaces absorb the incoming solar radiation and convert it into heat.

The third principle is thermal mass, which is a material with the capacity to store significant amounts of heat. Materials like concrete, Ziegel, stone, and water are commonly used. The thermal mass is positioned to be irradiated by the sunlight entering through the aperture. It absorbs excess heat during the day and slowly releases it into the space at night, moderating internal temperature fluctuations.

The fourth principle is distribution, the Verfahren by which solar heat circulates from the collection and storage points to different areas of the building. This can occur through natural convection, conduction, and radiation. For example, warm air rises and can be circulated through high vents, while cooler air is drawn in through low vents.

Das letzte Prinzip ist die Steuerung. Dabei handelt es sich um Mechanismen zur Steuerung der Sonneneinstrahlung, insbesondere zur Vermeidung einer Überhitzung im Sommer. Dachüberstände, Markisen, Jalousien und Laubbäume sind gängige Steuerungselemente. Sie sind so konzipiert, dass sie die hochstehende Sommersonne abhalten, die tiefstehende Wintersonne jedoch ins Gebäude eindringen lassen.

UNESCO Nomenclature: 3303
– Architecture

Typ

Abstraktes System

Unterbrechung

Wesentlich

Verwendung

Weit verbreitete Verwendung

Vorläufersubstanzen

  • Antike griechische und römische Praktiken, Gebäude so auszurichten, dass sie die Wintersonne einfangen
  • Socrates’ description of the “megaron house” designed for solar gain
  • Die Erfindung des Klarglases ermöglicht große Fenster
  • Forschungen zur Wärmeübertragung und Thermodynamik im 19. Jahrhundert

Anwendungen

  • Trombe-Wände in Wohnhäusern
  • Südfenster mit berechneten Überhängen auf der Nordhalbkugel
  • Materialien mit hoher thermischer Masse wie Beton- oder Steinböden
  • an Gebäuden befestigte Wintergärten oder Solarien
  • Tageslichtstrategien zur Reduzierung des elektrischen Beleuchtungsbedarfs

Patente:

NA

Mögliche Innovationsideen

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