Durch den Klimawandel kommt es immer häufiger zu sommerlichen Hitzeperioden. Gerade in dichtbebauten Gebieten kommt es bei langanhaltenden Extremtemperaturen
und fehlender Nachtabkühlung zu einer erheblichen Speicherung von Wärme. In diesen urbanen „Wärmeinseln“ können die Durchschnittstemperaturen deutlich über
den Temperaturen im Umland liegen. Durch diesen Aufheizungseffekt kommt es zu einer Belastung der Gebäudenutzer, beispielsweise durch ein vermindertes
Wohlbefinden, Nutzungseinschränkung oder gar gesundheitlichen Beschwerden bei vulnerablen Gruppen wie Älteren, Kindern oder Kranken. Neben der Möglichkeit
zur mechanisierten Abkühlung (Klima-Anlage) rückt für Gebäudebetreiber die Möglichkeit zum passiven Wärmeschutz der Gebäude in den Fokus.
Hitzeschutz durch PV-Anlagen
Photovoltaik-Anlagen zur Stromerzeugung sind bereits auf vielen Gebäuden installiert.
Der günstige Nebeneffekt einer großflächig angeordneten PV-Anlage wird jedoch häufig nicht beachtet: PV-Module wirken als Schattenspender für das Dach
und verringern den Wärmeeintrag über das Dach erheblich! Die solare Energie, welche auf die PV-Anlagen trifft und in Strom umgewandelt wird, trifft nicht mehr
auf das Dach und kann es auch nicht weiter aufheizen. Darüber hinaus wird auch ein Teil der Sonnenstrahlung reflektiert.
Die Solarmodule wirken quasi als „Sonnenschirm für das Dach“. Gleichzeitig wird bei Modulen, die meist auf Abstand montiert werden,
eine Luftzirkulation zwischen Dachhaut und PV-Anlage möglich, wodurch die angestaute Wärme abtransportiert und das Dach gekühlt wird.
Die Datenlage verschiedener europäischer Studien dazu ist klar: die Kühllast eines Gebäudes wird durch weitflächige PV-Anlagen erheblich reduziert – um bis zu 12%.
Optimierung der Energiebilanz
Durch die oben beschriebene Reduzierung des Wärmeeintrags in das Gebäude wird die Kühllast eines Gebäudes reduziert, sprich: der Energieverbrauch zum
Betrieb von Klima-Anlagen sinkt. Gleichzeitig steht durch die PV-Anlagen örtlich gewonnener Strom zur Verfügung, welcher den Bedarf an kostenintensiven „Netzstrom“
weiter reduziert und somit Kosten einspart. Besonders zu Gute kommt dem Gebäudebetrieb dabei, dass der Energieverbrauch durch Klima-Anlagen und die Energieerzeugung
durch PV-Anlagen meist zusammen steigen oder fallen – je nach Sonnenschein.
Baulicher Nutzen von PV-Anlagen
Durch die Vermeidung von extremen Aufheizvorgängen auf dem Dach wird nicht nur die Wärmebilanz und der Energieverbrauch eines Gebäudes verbessert.
Auch das Gebäude selber profitiert von gemäßigteren Temperaturbeanspruchungen. Gerade witterungsbeanspruchte Bauteile wie Bitumenbahnen, Dichtungsmaterialien oder
Dacheindeckungen profitieren von geringeren Temperaturschwankungen, welche die Alterung des Materials verlangsamen und Rissen infolge Ausdehnung vorbeugen kann.
Eine erhöhte Lebensdauer des Daches und eine geringere Schadensanfälligkeit sind die Folge.
Fazit
PV-Anlagen stellen einen wirksamen Baustein in der thermischen Optimierung eines Gebäudes dar. Neben der Möglichkeit zur Stromerzeugung wird der Hitze-Eintrag in
das Gebäude merklich verringert, gleichzeitig steht die gewonnene Energie zur Kühlung des Gebäudes zur Verfügung. In Verbindung mit weiteren Maßnahmen wie einer
ergänzenden Dämmung der Gebäudehülle sowie der Verschattung von Fenstern können so Bestandsgebäude ganzheitlich zukunftsfähig gemacht werden.
