Bauen mit der Sonne - Solarer Direktgewinn

5. Funktionsweise des solaren Direktgewinns (direct gain)
5.1 Ein einfacher Vorgang der Sachkenntnis
erfordert
Im Kapitel 2 wurden verschiedene Grundkonzepte für
Sonnenhäuser erläutert. In der Praxis weisen die Bauten
meistens Komponenten von zwei oder mehreren Typen
auf. Gerade in einem gemässigten Klima ist es auch
energetisch sinnvoll, unterschiedliche Konzepte zu
verkoppeln. Nachstehend soll der Vorgang des solaren
Direktgewinns genauer betrachtet werden. Denn nur mit
vertiefter Fachkenntnis der Vorgänge des Direktgewinns
können die einzelnen Bauteile auf die Funktion der
optimierten Energiegewinnung dimensioniert werden.
5.2 Speichermechanismen und die Lenkung
der Energieflüsse
Bei der Strahlungsnutzung durch die Fenster
(Direktnutzungskonzept) findet die Energieverwertung in
folgenden Stufen statt (Abb 50).
Abb 50: Speichermechanismen beim Direktgewinn
Die Sonne bescheint eine innere Raumoberfläche (meist
Teile des Bodens) während mehreren Stunden. Je nach
Helligkeit der Oberfläche wird ein mehr oder weniger
grosser Anteil der Globalstrahlung (im wesentlichen Licht)
diffus in den Raum reflektiert. Der Rest wird absorbiert
und in Wärme umgesetzt. Ein Teil dieser Wärme kann
in den Bauteil eindringen, was als primäre Speicherung
bezeichnet werden kann. Weil dieser Vorgang aber mit
einer Erhöhung der Oberflächentemperatur verbunden
ist, entstehen primäre Speicherverluste (infolge
erhöhter Temperaturabstrahlung und konvektiver
Übergangserwärmung der lokalen Raumluft. Die primären
Speicherverluste und die reflektierte Globalstrahlung
werden in einem sekundären Einspeicherungsvorgang
von den nicht direkt sonnenbeschienen Bauteilen zum
Teil aufgenommen. Ein kleiner Teil der Globalstrahlung
wird schliesslich direkt durch das Fenster wieder nach
aussen geworfen, und ein Teil der Wärme wird sekundär
in die Verglasung eingespeichert und erhöht ebenfalls
die direkten Systemverluste. Zur kritischen Grösse in
diesem System wird dabei die Tatsache, dass der Schritt
von den primären Speicherverlusten zu der sekundären
Einspeicherung über die (vom Bewohner empfundene)
Raumtemperatur geht. (Die Raumtemperatur ist das
Mittel aus Raumlufttemperatur und umgebender
Oberflächentemperaturen und stellt ein gutes Mass für die
empfundene Temperatur dar.) Dies führt schliesslich dazu,
dass überschüssige Energie nur noch bei unzumutbar
hohen Raumtemperaturen abgespeichert werden kann,
bzw. dass diese Wärme eben weggelüftet wird.
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