Wie klimaresponsive Fassaden den solaren Wärmeeintrag reduzieren

Die günstigste Kühlung ist die Wärme, die gar nicht erst eindringt.

Sobald Sonnenlicht durch Glas dringt und auf Böden, Schreibtische und Personen trifft, trägt es bereits zur Kühlung bei. Daher werden alle Kältemaschinen, Ventilatoren und Lüftungskanäle im Gebäude unter anderem so dimensioniert, dass sie diese Wärme abführen können. Eine klimareaktive, kinetische Fassade greift einen Schritt früher ein: Sie blockiert die direkte Sonneneinstrahlung von außen, wenn diese schädlich wäre, und öffnet sich wieder, wenn sie nicht schädlich wäre.

Dieses Timing ist der entscheidende Vorteil. Feste Schattierung kann da nicht mithalten.

Wichtigste Erkenntnisse

• Äußere Beschattung blockiert die Sonnenwärme, bevor sie das Glas erreicht, was weitaus effektiver ist als innere Jalousien.

• Die kinetische Beschattung passt sich dem Sonnenstand an, sodass sie Hitze abhält und gleichzeitig Tageslicht und Aussicht ermöglicht.

• Die dynamische Reduzierung des SHGC-Werts einer Fassade lässt sich am besten durch eine jährliche Energie- und Tageslichtsimulation messen, nicht durch eine einzelne Kennzahl.

• Ausrichtung, Lamellengeometrie und Steuerungsstrategie bestimmen den größten Teil der Leistung.

Was bedeutet der solare Wärmegewinnkoeffizient?

SHGC ist der Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung, der im Inneren als Wärme ankommt.

Die Lichtdurchlässigkeit von Glas besteht aus zwei Komponenten: der Strahlung, die ungehindert hindurchtritt, und der Strahlung, die das Glas absorbiert und nach innen wieder abgibt. In Nordamerika wird die Lichtdurchlässigkeit von Verglasungen nach NFRC 200 bewertet und als Zahl zwischen 0 und 1 angegeben. Ein Glas mit einem SHGC-Wert von 0,25 lässt demnach etwa ein Viertel der einfallenden Sonnenenergie durch.

Niedrigere Werte bedeuten kühlere Temperaturen. Allerdings bedeutet ein niedrigerer SHGC-Wert des Glases in der Regel auch dunkleres oder stärker reflektierendes Glas, was zu Lichtverlust und eingeschränkter Aussicht führt.

Warum Außenbeschattung die Oberhand gewinnt

Die Position bestimmt die Leistung.

Eine innenliegende Jalousie fängt das Sonnenlicht ab, nachdem es das Glas durchdrungen hat, sodass die absorbierte Wärme bereits im Raum ist und ein Großteil davon ohnehin zur Kühlung beiträgt. Eine außenliegende Lamelle hingegen fängt das gleiche Sonnenlicht draußen ab, wo die absorbierte Wärme von der Außenluft abgeführt wird, bevor sie den Aufenthaltsraum erreichen kann.

Das Ergebnis ist ein deutlich niedrigerer effektiver SHGC-Wert für Fenster und Beschattung zusammen. Einfache Physik. Kaum zu übertreffen.

Warum Bewegung statischer Schattierung überlegen ist

Feststehende Lamellen sind für einen bestimmten Sonnenwinkel ausgelegt. Die Sonne hat jedoch Tausende von Sonnenwinkeln.

Eine fest installierte Beschattung, die auf die Mittagssonne im Sommer an einer Südfassade ausgelegt ist, lässt die tiefstehende Morgen- und Abendsonne ungehindert auf die Ost- und Westfassade scheinen. Eine tiefe, fest installierte Beschattung, die jeden Winkel abschirmt, blockiert hingegen fast das ganze Jahr über Tageslicht und Aussicht. Ein kinetisches Fassadenbeschattungssystem folgt dem Sonnenstand. Es schließt sich nur so weit wie nötig, und zwar nur dann, wenn die Sonne tatsächlich auf die entsprechende Fassadenseite gerichtet ist.

An bewölkten Tagen öffnet es sich. Im Winter, in kalten Klimazonen, kann es sich öffnen, um nutzbare Wärme hereinzulassen.

Ein Referenzprojekt

Die Al Bahar Towers in Abu Dhabi sind das bekannteste Beispiel.

Die Außenfassade besteht aus rund 2.000 schirmartigen Beschattungselementen, die sich je nach Sonnenstand ein- und ausklappen lassen. Die Planer berichten von einer deutlichen Reduzierung der Sonneneinstrahlung im Vergleich zu einem unbeschatteten Turm, wodurch hinter der Fassade transparenteres Glas verwendet werden kann. Das Projekt beweist, dass diese Strategie auch im Turmmaßstab in einem der anspruchsvollsten Klimazonen der Erde funktioniert.

Orientierung und Geometrie

Die Höhe bestimmt die Lamellenrichtung. Immer.

• Südliche Lagen auf der Nordhalbkugel eignen sich für horizontale Lamellen, die die hochstehende Sonne abhalten, aber die tiefstehende Wintersonne durchlassen.

• Die Ost- und Westfassaden sind der tiefstehenden Sonne ausgesetzt, die horizontale Lamellen nur schwer abschirmen können, daher sind vertikale Lamellen oder drehbare vertikale Lamellen in der Regel besser geeignet.

• Nordhänge benötigen in den meisten Klimazonen wenig Beschattung und bleiben oft fest belassen oder offen.

• Projekte auf der Südhalbkugel kehren diese Regeln für Nord und Süd um.

Lamellentiefe, Lamellenabstand und Drehwinkel beeinflussen die Leistung maßgeblich. Schon kleine Änderungen können entscheidend sein. Ein etwas geringerer Lamellenabstand kann die direkte Sonneneinstrahlung auf das Glas im Laufe eines Jahres um Hunderte von Stunden reduzieren.

Kontrollstrategien

Die Kontrolllogik ist der Ort, an dem die Klimareaktion tatsächlich stattfindet.

Sonnenverfolgung

Die Lamellen lassen sich so weit drehen, dass sie die direkte Sonneneinstrahlung gerade so abhalten. Nicht weiter.

Dieser Winkel ergibt sich aus dem Sonnenstand und der Lamellengeometrie und wird im Laufe des Tages neu berechnet. Die Aussicht bleibt so offen, wie es die Sonne zulässt.

Tageslicht- und Blendungssteuerung

Lichtsensoren steuern die Lamellen so, dass das Tageslicht im Innenraum in einem bestimmten Bereich bleibt. Weniger Blendung. Weniger elektrische Beleuchtung.

Saison- und Nachtmodus

In kalten Klimazonen öffnen sich die Lamellen im Winter, um Sonnenwärme hereinzulassen, und schließen sich nachts, um Wärmeverluste zu reduzieren. In heißen Klimazonen bleiben sie während der Mittagshitze meist geschlossen.

Windsicherheit

Bei starkem Wind fahren die aktiven Lamellen in eine sichere Parkposition. Diese Position bietet möglicherweise nur unzureichenden Schatten. Stellen Sie die Schwelle sorgfältig ein.

Rotierende Paneele können auch Sonnenlicht dorthin lenken, wo es nie hingehört. Reflexionen von rotierenden Lamellen sollte zusammen mit der thermischen Leistung überprüft werden.

Messung der dynamischen Reduzierung des SHGC-Werts an Fassaden

Ein einzelner SHGC-Wert kann eine bewegliche Jalousie nicht beschreiben. Er ändert sich stündlich.

Die dynamische Reduzierung des SHGC-Werts von Fassaden lässt sich am besten durch eine Jahressimulation mit Tools wie EnergyPlus bewerten. Diese modellieren die Verschattungsposition stündlich gemäß der Steuerungslogik und berechnen die resultierenden Kühllasten, den Spitzenbedarf und den Energieverbrauch. Die Tageslichtnutzung sollte gleichzeitig anhand von Kennzahlen wie der räumlichen Tageslichtautonomie und der jährlichen Sonneneinstrahlung (gemäß IES LM-83) überprüft werden.

• Jährlicher Kühlenergieverbrauch im Vergleich zu einer festen oder unbeschatteten Referenzlinie

• Die maximale Kühllast, die die Anlagengröße bestimmt

• Räumliche Tageslichtautonomie und jährliche Sonneneinstrahlung

• Stunden direkter Sonneneinstrahlung auf besetzte Bereiche

• Blendwahrscheinlichkeit an wichtigen Arbeitsplätzen

Wo Klimaschutz am wichtigsten ist

• Heiße Klimazonen mit intensiver direkter Sonneneinstrahlung

• Gebäude mit hohem Verglasungsgrad

• Ost- und Westlagen mit langen Stunden tiefstehender Sonne

• Räume, in denen Tageslicht und Aussicht einen hohen Wert haben, wie Büros und Hotels

• Gebäude mit lichtempfindlichen Innenräumen, wo Schutz lichtempfindlicher Innenräume ist genauso wichtig wie die Reduzierung der Kühllast

Unser kinetische Fassade Die Systeme verwenden Aluminiumlamellen und -paneele mit Oberflächen wie zum Beispiel PVDF-Oberflächenbeschichtung für langfristige Farbstabilität. Für die wichtigsten kinetischen Fassadentypen , siehe unseren Säulenleitfaden und für Wie sich dynamisches Glas im Vergleich zu beweglichen Jalousien verhält Siehe unseren Vergleichsartikel.

Häufig gestellte Fragen

1. Wie reduziert eine klimareaktive kinetische Fassade den Wärmeeintrag?

Es blockiert die direkte Sonneneinstrahlung von außen, wenn die Sonne in diesem Winkel steht, sodass die absorbierte Wärme draußen bleibt. Es öffnet sich wieder, wenn die Sonne tiefer steht, und lässt so Tageslicht und Aussicht herein.

2. Ist eine Außenbeschattung besser als Glas mit niedrigem SHGC-Wert?

In der Regel ja. Die äußere Beschattung blockiert die Hitze, bevor sie das Glas erreicht, was für klarere Sicht und besseren Lichteinfall sorgt. Viele Projekte kombinieren beides, um die optimale Balance zu erzielen.

3. Welche Lamellenrichtung eignet sich für Ost- und Westfassaden?

Vertikale Lamellen oder drehbare vertikale Lüftungsgitter. Horizontale Lüftungsgitter haben bei den flachen Sonnenständen an Ost- und Westfassaden Probleme.

4. Wie wird die dynamische Reduzierung des SHGC-Werts der Fassade berechnet?

Durch eine jährliche Energiesimulation, die die Schattenposition stündlich modelliert, anstatt nur einen einzelnen SHGC-Wert zu verwenden. Die Tageslichtkennzahlen gemäß IES LM-83 sollten gleichzeitig überprüft werden.

5. Sind kinetische Jalousien in kalten Klimazonen hilfreich?

Ja. Sie können im Winter geöffnet werden, um nützliche Sonnenwärme hereinzulassen, und im Sommer geschlossen werden, um eine Überhitzung zu verhindern, was mit festem Sonnenschutz nicht möglich ist.

Sonne abschirmen, Aussicht behalten

Die Reaktion auf den Klimawandel ist eine Frage des Timings, nicht nur der Beschattung.

Wählen Sie für jede Höhenlage die passende Lamellenrichtung, programmieren Sie die Steuerungslogik für das reale Klima und testen Sie sie in einer Jahressimulation. Senden Sie uns Ihre Höhen- und Klimadaten. Eine Studie zur Schattierungsleistung anfordern Die