Schon seit Jahrtausenden wird die
passive solare Architektur angewandt. Ein Beispiel mag das antike Griechenland vor rund 2.500 Jahren geben, das damals ebenfalls in einer
Energiekrise steckte. Als Lösung für das Problem des immer knapper und teurer werdende Brennholzes wurde die verglaste Südfläche mit weitüberstehendem Vorbau entwickelt. Sokrates beschrieb dies so: "In Häuser, die nach Süden blicken, dringt die Sonne im Winter durch die Vorhalle bis in die Wohnräume vor und wärmt sie. Im Sommer jedoch hält das Dach der Vorhalle die Sonne ab und spendet kühlenden Schatten."
Quelle: Buch der Synergie - Achmed A. W. Khammas
Ein
Glashaus bzw.
Wintergarten wird seit Jahrhunderten als "
Sonnenfalle" genutzt. Im
16. Jahrhundert wurden ein
Glashaus als
Gewächshaus (
Orangerie) zur Aufzucht von Pflanzen verwendet. Diese
überdachten botanischen Gärten wurden freistehend oder an die Häuser gebaut. In der heutigen Zeit gehört ein Wintergarten durch die Entwicklung der
Glasherstellung und der technischen Weiterentwicklung der
Lüftungstechnik schon zu der "normalen" Ausstattung im gehobenen Wohnungsbau. Hier wird er hauptsächlich zu der Erweiterung der
Wohnfläche verwendet und hat als
Nebeneffekt die
Nutzung der
Sonnenenergie.
In jedem
Glashaus - Gewächshaus und
Wintergarten wirkt der "
Treibhauseffekt" bzw. "
Glashauseffekt". Das bedeutet, der größte Anteil der Sonnenstrahlung dringt durch die Glasscheiben, da der Hauptanteil der Sonnenstrahlung im
gelben Wellenlängenbereich (0.5 µm) liegt, für die die Glasscheiben durchlässig sind. Davon kommen 60 bis 70 % der auf den Boden bzw. Wände. Diese erwärmten Flächen strahlen die
Wärme im
ultraroten Wellenlängenbereich (>3.5 µm) ab und diese
Wärmestrahlung wird von den Glasscheiben
reflktiert. Wenn die
Wärmestrahlung im Innern des Raumes die Strahlungsleistung der einfallenden Strahlung von außen erreicht hat, stellt sich ein
Strahlungsgleichgewicht ein. Die Wärme bleibt also in dem Raum und hierbei wird die Meinung verteten, dass dabei nicht die Reflektierung der Scheiben bei der Aufheizung des Raumes eine Rolle spielt sondern nur die
Konvektion an den
warmen Flächen und die durch die Glasscheiben
behinderte Lufbewegung. Dadurch kann keine
Wärme (
Stauwärme) abtransportiert werden.
Glashäuser und
Wintergärten gibt es in
verschiedenen Ausführungen.
- Wintergärten
- Anlehngewächshäuser
- Gewächshäuser
- Orangerien
- Mauergewächshäuser
- Glaspavillons
- Botanische Gärten
- Schwimmhallen
Der Einstieg zum Wintergarten ist eine Terrassenüberdachung oder ein Anlehngewächshaus. Diese Ausführungen reichen in den meisten Fällen schon nach kurzer Zeit nicht mehr aus, weil sie nur eingeschränkt als zusätzlicher Wohnraum genutzt werden können.
Wintergärten werden als zusätzliche Wohnräume ausgelegt und eingerichtet. Dadurch ist die Bauart und die Einrichtung gegenüber den Gewächshäusern anspruchsvoller. Wenn sie über 12 °C beheizt und über 4 Monate im Jahr benutzt werden und die Nutzfläche über 15 m² beträgt, müssen die Anforderungen der EnEV eingehalten werden.
Ein Wintergarten muss, wie auch die Glashäuser, beschattet werden, damit sie nicht zu "Brutkästen" werden. Bei den Wintergärten unterscheidet man zwischen der Außenbeschattung durch Markisen und der Innenbeschattung durch Jalousien, Faltstores oder Rollos. Die Innenbeschattung hat den Nachteil, dass sie durch die Erwärmung des Materials als zusätzliche Heizflächen wirken können.
Auch bei einer diffusen Sonneneinstrahlung und der Beschattung kann sich die Wintergarten aufheizen. Die einfachste Art der Temperaturregulierung ist eine Fensterlüftung, die durch Fensterstellantriebe per Handschalter, Fernbedienung oder eine Automatik durchgeführt werden kann. Unter besonderen Bedingungen ist auch eine dezentrale Lüftung oder eine Einbindung in eine evtl. vorhandene lüftungstechnische Anlage möglich.
Bei einer ganzjährigen Nutzung des Wintergartens ist eine Heizung notwendig. Diese kann an das bestehende Heizungssystem angeschlossen werden. Aufgrund der verglasten Flächen muss die Heizlast genau berechnet werden. Der Einsatz von Flächenheizungen (Fußboden- oder Wandflächenheizung) kann unter bestimmten Umständen sinnvoll sein, da die Flächen des Wintergartens als Kollektoren wirken können. Auch die Phasenwechselmaterialien (PCM) haben sich als vorteilhaft erwiesen.
Besonders in
Wintergärten ist je nach der vorgesehenen Nutzung eine
Feuchteregulierung wichtig. Deshalb ist eine
Belüftung ist wichtiger Bestandteil der Wintergarten-Planung. Dabei müssen sich die Lüftung und Beschattung ergänzen. In der Regel geht man davon aus, dass im Wintergarten mit
Außenbeschattung ein
10facher Luftwechsel (
Innenbeschattung 20fach) vorhanden sein sollte, um unangenehme
Stauluft zu
vermeiden. Nur mit einer
elektronischen Wintergartensteuerung und
-regelung ist dies problemlos zu erreichen.
Ein
Wintergarten hat aufgrund der
großen Glasflächen während der
sonnenlosen Zeiten (bedeckter Himmel, Nachtstunden) einen relativ
hohen Wärmebedarf (Heizlast). Auch wenn inzwischen die
Ug-Werte der
Fenster mit
Wärmeschutzverglasung gegenüber der alten Einscheiben- oder Verbundfenster erheblich verbessert sind, kann es hier trotzdem zu
Zugererscheinungen durch den
Kaltlufteinfall kommen.
Eine typische
Wintergartenheizung waren
Unterflurkonvektoren. Diese Heizkörper hielten die
Fenster trocken, nahmen keinen
Stellplatz weg und ließen sich gut in die
Hochtempraturheizung (90/70 °C) einbinden. Heutzutage "
beschlagen" die
Fenster aufgrund der guten U
g-Werte
nicht mehr und es gibt fast nur noch
Niedertemperaturheizungen (45/35 °C, 35/28 °C), die nur noch für
Ventilatorkonvektoren geeignet sind. Außerdem waren die Schächte der
Konvektoren schwierig zu reinigen, besonders wenn viele Pflanzen vorhanden sind. Auch sieht man immer wieder noch Heizkörper
vor den
Fensterflächen, was aber auch mit
Strahlungsschirm ein
energetischer Unsinn ist und außerdem optisch nicht besonders ansprechend ist.
Heutzutage bieten sich
Flächenheizungen (Fußboden- oder Wandflächenheizung) an, die problemlos in das vorhandene Heizungssystem einbinden lassen. Einige Fachleute raten von einer
Fußbodenheizung ab, weil diese zu träge sein sollen. Aber dieses Heizsystem bietet einen gewissen
Selbstregeleffekt und kann unter günstigen Verhältnissen sogar Wärme aufnehmen. In Verbindung mit der
Fußbodenheizung können auch die neuen
"heizenden" Scheiben eingeplant werden. Diese (unsichtbar) beschichteten
Fensterscheiben wirken wie
Heizflächen. Auch die
Phasenwechselmaterialien (PCM) haben sich unter bestimmten Gegenheiten als vorteilhaft erwiesen.
In
großen Wintergärten kann auch der Einsatz eines
Kaminofens überlegt werden, was den Wohnkomfort erhöhen kann. Richtig geplant haben sich auch
Luft-Luft-Wärmepumpen oder
Luft-Wasser-Wärmepumpen als Heizsystem als sinnvoll erwiesen, weil mit dieser Technik nicht nur geheizt, sondern auch gekühlt werden kann.
Die
Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) und die
Wintergärten
Keine Anforderungen für
- Wintergärten, die nicht oder nach ihrer Zweckbestimmung auf eine Innentemperatur von weniger als 12 Grad Celsius beheizt werden (z.B. für die Überwinterung empfindlicher Pflanzen)
- Wintergärten, die in weniger als vier Monate im Jahr als Wohnraum genutzt werden (§ 1 (2) Ziff. 8)
- Wintergärten mit einer Nutzfläche von weniger als 15 m²
Die allgemein anerkannten Regeln der Technik (aRdT), besonders die Pflicht zur Einhaltung des Mindestwärmeschutzes nach DIN 4108-2, müssen auch hier beachtet werden.
Der Nachweis des Primärenergiebedarfs nach DIN EN 832, DIN EN 4108, DIN V 18599 wird gefordert, wenn der Wintergarten Bestandteil der beheizten Gebäudehülle eines Neubaus ist oder mehr als 50 m² Nutzfläche hat.
Da das
Baurecht eine
Ländersache ist, hängen die
baurechtlichen Vorgaben für Wintergärten vom jeweiligen Bundesland ab.
Mit der Einführung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) ab 1. November 2020, das die EnEV, das EnEG und das EEWärme übernommen hat, gelten die Wintergärten weiterhin als "kleine Gebäude", wenn diese nicht mehr als 50 m² Nutzfläche haben.