Bioklimatische Architektur und Bauweise stellen ein transformatives Paradigma in der Welt des Bauwesens und der architektonischen Gestaltung dar. Diese Ansätze zielen nicht nur darauf ab, effiziente, komfortable und nachhaltige Wohnräume zu schaffen, sondern begründen auch ein tiefes Engagement für die Harmonie zwischen dem Gebäude und der natürlichen Umgebung.
Durch die Nutzung lokaler klimatischer Bedingungen, natürlicher Ressourcen, der Gebäudegeometrie und der geografischen Merkmale eines Ortes entstehen bioklimatische Architektur und Konstruktion als intelligente Lösungen zur Bewältigung der Herausforderungen der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit.
In diesem Artikel werden die Grundlagen und Strategien der bioklimatischen Architektur und des Bauwesens eingehend untersucht und aufgezeigt, wie diese innovativen Ansätze nicht nur die Umweltauswirkungen von Gebäuden verringern, sondern auch die Lebensqualität ihrer Bewohner verbessern können.
Von der Ausrichtung von Gebäuden über den Einsatz nachhaltiger Materialien bis hin zur Optimierung des natürlichen Lichts und der Integration grüner Technologien werden wir entdecken, wie die Symbiose zwischen Architektur und Natur den Weg in eine nachhaltigere und widerstandsfähigere Zukunft ebnen kann.
Was ist bioklimatische Architektur?
Dies wird durch Orientierung, den Einsatz energieeffizienter Materialien, die Maximierung des natürlichen Lichts, das Wärmemanagement, die natürliche Belüftung und die Integration nachhaltiger Technologien wie Sonnenkollektoren und Wasseraufbereitungssysteme erreicht. Regen.
Bioklimatische Architektur konzentriert sich auf Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks von Gebäuden und trägt so zum Erhalt der Umwelt und zum Wohlbefinden der Menschen bei, die sie bewohnen.
Ziel des bioklimatischen Bauens
Das Ziel eines bioklimatischen Hauses ist die Kontrolle des internen Mikroklimas mit passiven Designstrategien. Diese Strategien minimieren den Einsatz mechanischer Systeme und maximieren die Effizienz des Wärmeaustauschs zwischen dem Gebäude und der Umgebung.
Generell gibt es in gemäßigten Klimaregionen drei thermische Phasen, die unterschiedlichen Anforderungen an ein bioklimatisches Gebäude entsprechen:
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Winter: Zur Erwärmung des Innenraums sollte die Sonneneinstrahlung auf Wände und Fenster gefördert werden. Auch die hohe Wärmedämmung des Gehäuses ist notwendig, um die anfallende Wärme zu konservieren. Das Hauptziel ist die Reduzierung des Heizenergieverbrauchs.
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Sommer: Es ist notwendig, das Gebäude durch Beschattungssysteme und große Abdeckungen vor Sonneneinstrahlung zu schützen. Ziel ist es, eine hohe thermische Trägheit zu erreichen und die natürliche Belüftung des Gebäudes zu fördern. Ziel ist es, den Energieverbrauch von Klimaanlagen zu senken.
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Zwischensaison: erfordert die Kombination von Kühl- und Heizlösungen.
Arten bioklimatischer Architektur
Hier zeigen wir Ihnen einige Beispiele für Arten bioklimatischer Architektur:
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Passives Design: Passives Design basiert auf der Ausrichtung und Form des Gebäudes, um die Nutzung von Solarenergie, natürlicher Wärme und Belüftung zu maximieren. Dazu können die strategische Platzierung von Fenstern, der Einsatz thermischer Materialien zur Aufrechterhaltung einer konstanten Innentemperatur, Thermalwasserwände, Trombenwände und Solargewächshäuser gehören.
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Fast-Null-Energie-Gebäude (EECN): Diese Gebäude sind darauf ausgelegt, ihren Energieverbrauch durch den Einsatz effizienter Wärmedämmsysteme, hochwertiger Fenster und erneuerbarer Energiesysteme wie Sonnenkollektoren so gering wie möglich zu halten.
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Natürliches Belüftungsdesign: Bioklimatisches Design kann natürliche Belüftungssysteme beinhalten, die Luftströmungen nutzen, um das Innere von Gebäuden zu kühlen und zu belüften.
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Begrünte Dächer und Wände: Die Begrünung von Dächern und Wänden verbessert nicht nur die Energieeffizienz, sondern trägt auch zur Luftreinigung und zur Reduzierung des städtischen Wärmeinseleffekts bei.
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Nutzung lokaler Materialien: Die Verwendung lokaler Materialien verringert den mit dem Transport von Materialien verbundenen CO2-Fußabdruck und kann die Energieeffizienz und Nachhaltigkeit verbessern.
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Lehm- oder Stampflehmhäuser: Bei diesen Häusern wird Stampflehm oder Lehm verwendet, um eine Wärmedämmung zu gewährleisten und die thermische Masse der Erde zu nutzen, um im Inneren stabile Temperaturen aufrechtzuerhalten.
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Effizientes Beschattungssystem: Eine ordnungsgemäße Beschattung durch gut platzierte Dachvorsprünge, Jalousien oder Bäume kann den Wärmegewinn im Sommer reduzieren und im Winter Wärme hereinlassen.
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Wassersammlung und -aufbereitung: Bioklimatische Architektur kann Regenwassersammelsysteme, Grauwasseraufbereitungssysteme und wassereffiziente Landschaftsgestaltung umfassen.
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Netto-Null-Gebäude: Netto-Null-Gebäude sind so konzipiert, dass sie die gleiche Energiemenge erzeugen, die sie verbrauchen, und zwar mithilfe erneuerbarer Energiequellen wie Sonnenkollektoren und Energieeffizienztechnologie.
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Fenster- und Verglasungsdesign: Die Wahl von doppelt oder dreifach verglasten Fenstern mit fortschrittlichen thermischen Eigenschaften kann die Energieeffizienz und den thermischen Komfort verbessern.
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Gestaltung von Außenräumen: Bioklimatische Architektur kann auch die Planung von Außenräumen wie Innenhöfen und Terrassen umfassen, um das natürliche Licht zu nutzen und in Wohnbereichen Schatten zu spenden.
Formen der Energiegewinnung
In der bioklimatischen Architektur können wir drei Arten der Energiegewinnung unterscheiden: Direkte Gewinnung, indirekte Gewinnung und separate Gewinnung.
1. Direkte Erfassung
Architektursysteme, die eine unmittelbare und einfache Nutzung darstellen, werden als passive Direkterfassungssysteme bezeichnet.
Ein Beispiel für die direkte Sammlung sind Häuser, die so ausgerichtet sind, dass sie die Sonnenenergie direkt einfangen (passive Solarenergie).
Direkte Systeme müssen auch Komponenten zur Steuerung enthalten:
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Die Energieverluste der Winternächte
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Im Sommer steigt die Temperatur übertrieben an.
2. Indirekte Erfassung
Als passive indirekte Sammelsysteme werden architektonische Systeme bezeichnet, bei denen über einen in die Kabine integrierten Kollektor Wärme in das Innere der Kabine geleitet wird.
Unter den passiven indirekten Sammelsystemen sticht die Trombe-Wand hervor. Die Trombe-Wand ist ein Glas auf einer massiven mattschwarzen Wand, das als Wärmespeicher und Diffusor im Inneren des Hauses fungiert. Dieses einfache Gerät kann zu erheblichen Energieeinsparungen führen.
In heißen Klimazonen müssen jedoch die Probleme mit übermäßiger Hitze im Sommer berücksichtigt werden. Diese Probleme können durch den Einsatz von Spoilern oder Schirmen gelöst werden, die die Wand im Schatten halten.
Ein anderes System besteht darin, eine Wand durch mit Wasser gefüllte schwarze Metallfässer oder die Decke durch schwarze Kollektoren zu ersetzen. Diese Elemente wären von außen isoliert. In beiden Fällen werden die Wassertanks tagsüber beheizt. In der Nacht würden sie, isoliert von der Außenwelt, Wärmeenergie im Inneren des Hauses freisetzen.
Mit dieser Technik wird der thermische Komfort des bioklimatischen Hauses verbessert.
3. Getrennte Sammlung
Passive Getrenntsammelsysteme sind architektonische Systeme, die über einen Kollektor Wärmeenergie in das Innere des Hauses leiten und vom Haus getrennt, aber nicht weit davon entfernt sind.
Wenn sie weit entfernt sind, können sie nicht als passive Solarenergiesysteme bezeichnet werden. In diesem Fall wäre ein Zwangstransport nötig und die Rede wäre von Solarlufterhitzern.
Bei diesem System wird die Sonnenstrahlung in einer Glaskammer gesammelt, die als landwirtschaftliches Gewächshaus genutzt werden kann und durch eine Einfangfläche vom Haus getrennt ist.
Erneuerbare Energien genutzt
In Gebäuden, die als bioklimatische Architektur gelten, werden neben der Nutzung passiver Solarenergie in der Regel auch zusätzliche erneuerbare Energiesysteme installiert.
Durch die Integration erneuerbarer Energiequellen ist es möglich, dass der gesamte Energieverbrauch selbst erzeugt und umweltfreundlich ist. In diesem Fall besteht das Ziel darin, Gebäude mit null Emissionen und einer sehr geringen Umweltbelastung zu bauen.
Als Energie-Plus-Gebäude werden Gebäude bezeichnet, die mehr Energie erzeugen, als sie verbrauchen.
Die in einem bioklimatischen Gebäude am häufigsten verwendeten erneuerbaren Energiequellen sind:
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Die äolische Energie.
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Photovoltaische Solarenergie.
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Solarthermie und sogar Geothermie.