Optimale Dachform/Ausrichtung bei Neubau Plusenergiehaus

  • Hallo,
    wir sind bei den Vorüberlegungen ein Plusenergie-Haus zu bauen, also ein Passivhaus plus Photovoltaik. Das angedachte Baugebiet befindet sich erst in der Planungsphase, d.h. wir können auch noch die Lage/Ausrichtung des Grundstücks wählen.


    Das Haus soll ein Zweifamilienhaus mit gut 2 * 100m² Wohnfläche werden. Bei 15kWh/m2 pro Jahr komme ich auf rund 3000 kWh Wärmeenergie. Die Beheizung soll getrennt von der Lüftungsanlage über Fußbodenheizung mittels Wärmepumpe erfolgen.


    Strombedarf:
    1.000 kWh Heizung (WP Faktor 3)
    1.000 kWh Warmwassererzeugung mittels WP geschätzt
    5.000 kWh Haushaltsstrom für 2 Wohnungen geschätzt
    4.500 kWh 3 Elektroautos mit je 10 Tkm Fahrleistung/Jahr
    --------------------------------------------------------------------------------------
    11.500 kWh Gesamtstromverbrauch im Jahr
    ===========================================


    Man müsste jetzt eigentlich hergehen und den Stromverbrauch in Kalendermonate gruppieren. Im Winter braucht man mehr Heizenergie und mehr Haushaltsstrom. Im Sommer dagegen eher mehr Strom für die Elektroautos und Warmwasser. Ich spare mir das jetzt mal und gehe gemittelt von 1000 kWh/Monat aus, also 33 kWh pro Tag.


    Ich gehe mal davon aus, daß ein Stromspeicher mit vielleicht 10 - 20 kWh Kapazität vorhanden sein wird, welcher den Solarstrom für gut eine Nacht speichern wird. Der Estrich plus sonstige Hausmasse wird die Wärmeenergie für gut einen Tag speichern. Der Warmwasserspeicher das Brauchwasser für einen Tag. Die Akkus der Elektroautos erlauben den Ladevorgang in gewissen Grenzen zeitlich einzuteilen.



    Es ist eine 1,5 oder 2 geschossige Bauweise möglich, die Haushöhe darf aber 8,50 m nicht überschreiten. Als Dach ist ein Satteldach, Pultdach oder Zeltdach erlaubt. Die Ausrichtung kann frei gewählt werden.


    Welches Haus-/Dachform würdet ihr wählen? Es geht dabei nicht nur um die Photovoltaik, sondern auch die Fenster sollen natürlich einen Beitrag solaren Energiegewinnung liefern.


    a) Eine Idee ist ein Satteldach mit Südausrichtung bei 2 Vollgeschossen (ca. 25 Grad Dachneigung, 6*13m² Dachfläche = ca. 10,5 kWp) plus PV Module an der Südwand (ca. 5 kWp). Die Südwand liefert auch Strom bei Schnee. Durch die Südausrichtung des Satteldaches ist Schnee schneller weg. Eine steilere Dachneigung wäre besser, aber nur möglich wenn man 1,5 geschossig baut, was einen erheblichen Nachteil für die Südfenster bedeutet.


    b) Ost-/Westdach, 2 Vollgeschosse (bei 25 Grad Dachneigung, ca. 21 kWp). Hätte Vorteile bezüglich den Fenstern. Man könnte die Dachneigung auch noch etwas steiler machen, damit der Schnee besser/schneller abrutscht.


    c) Pultdach bei 2 Volgeschossen (ca. 13 Grad Dachneigung, 143m² Dachfläche = ca. 19 kWp).


    Was ist euere Meinung? Die Stromeingennutzung ist mir sehr wichtig, die Einsspeisung ins Stromnetz nebensächlich.

  • Hallo Ulmer,
    meine Tochter hat gerade so ein ähnliches Haus gebaut und gestern ging die PV-Anlage in Betrieb, siehe http://www.photovoltaikforum.c…6-kwp-am-netz-t84606.html (die 2. Anlage)
    Wir haben ganz bewusst Südausrichtung und 32° DN gewählt, keine Schornsteine ect auf dem Süddach. Allerdings ist da Firthöhe 9,50 m erlaubt und wir erreichen mit 2,40 Kniestock knapp über 9 m.


    Der Endenergiebedarf für Wärme, Warmwasser und Hilfsgeräte (Lüftungsanlage) ist 11,3 kWh/m²*a.


    Meine Tochter hat keine FB-Heizung, sondern nur eine Luft-Luft-WP die die Luft der Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung erwärmt. Zusätzlich gibt es an den Luftauslässen Piezo-Heiezlemente, die bei Bedarf nachheizen können. Sie werden noch einen Kaminofen haben und hoffen damit an kalten Tagen genügend Wärme ins Haus zu bringen.


    Viel Spaß bei Planung und Umsetzung.


    Gruß
    mawerix

    Fan Erneuerbarer Energien mit 3 PV-Anlagen (22kWp) und 2 E-Autos (i-MiEV und e-Golf)

    Aktiv im eVW-Forum (MartinKH)

    "Wenn viele kleine Leute an vielen kleinen Orten viele kleine Dinge tun, wird sich das Gesicht der Welt verändern"

  • Bei dem Ziel, möglichst autark zus ein, würde ich mal in Richtung Mansarddach schauen. Aber vielleicht als Variante, wo man den Steilen teil in Richtung Süden hat und dann oben ein Pultdach.
    Eine Fassade ist je selbst im Winter zu steil. Denkbar wäre auch, diese Schrägung bis herunter zu ziehen, wenn es keine Verschattungen geben sollte.
    Wenn man die Modulmaße in die Architektur mit einbezieht kann man da uch einen ansprechenden Mix aus Fenster und Modulen fidnen, ohne alles mit kostspieligen Dachfenstern machen zu müssen.
    Da sollte euer Architekt einfach mal kreativ sein :mrgreen:


    Falls soe ein Kombination nicht erlaub ist, Wäre auch ein Zeltdach ost West bis fast zum boden eine Variante. Also im Stil eine "Finnhütte". Dachneigung dann aber wg. des Platzbedarfes eher bei 60-70°.


    Die Anlage sollte eher in Richtung 20-30 KWp mit passender Dachneigung liegen damit im Winter noch nennneswert etwas an kommt. und genau dann benötigt Ihr den meisten Strom. Was für eine Wärmepumpentechnologie ist amgedacht?



    Zitat von Ulmer

    Im Sommer dagegen eher mehr Strom für die Elektroautos und Warmwasser. Ich spare mir das jetzt mal und gehe gemittelt von 1000 kWh/Monat aus, also 33 kWh pro Tag.
    .


    Elektroautos brauchen im Winter mehr Strom und Warmwasser geht im Sommer eher "im Rauschen unter".

    Elektromobile: Renault ZOE ZE40 Car Sharing und Pedelec

  • Zitat von sundevil

    Bei dem Ziel, möglichst autark zus ein, würde ich mal in Richtung Mansarddach schauen. Aber vielleicht als Variante, wo man den Steilen teil in Richtung Süden hat und dann oben ein Pultdach.
    Eine Fassade ist je selbst im Winter zu steil. Denkbar wäre auch, diese Schrägung bis herunter zu ziehen, wenn es keine Verschattungen geben sollte.


    Gute Idee :danke:


    Bei der Wintersonnenwende (21. Dezember) kommt die Sonne an meinem Wohnort 18 Grad flach:
    http://cgi.stadtklima-stuttgart.de/mirror/sonne.exe
    D.h. das Dach müsste 72 Grad Neigung haben damit die Sonne senkrecht auf die Module fällt. Ich habe die Sache mal etwas visualsiert und zwar mit 65 Grad Neigung des untern Dachteils, was ungefähr senkrechter Sonneneinfall am 4. Februar entspricht. Und mit verschiedenen Neigungen des oberen Dachteils:



    Die Sache hat den Nachteil, daß vor den senkrecht stehenden Fenstern ein schmaler Balkon von ca. 1,2m Breite entsteht. Auch mit den entsprechenden Abschattungen für die Bewohner hinter dem Fenster. Allgemein ist halt die Frage wie es optisch aussieht bei dieser "Form follows Funktion".


    Das Haus wird ohne Dachüberstand ca. 13m lang und 11m breit. Das würde für den unteren Teil bei 50% Abzug für die Fenster ungefähr eine PV Anlage mit 2,1 kWp ergeben.


    Für den oberen Teil, bei
    34 Grad: 8,6 kWp
    30 Grad: 9,5 kWp
    23 Grad: 13 kWp
    17 Grad: 17,3 kWp (Pultdach)




    Dabei hätte der untere Dachteil ca. 4,2 kWp Leistung. Vermutlich bringt das herunterziehen des Daches bis auf den Erdboden aber nicht viel, denn ich habe mit Google Sketchup bereits eine Schattensimulation mit einer vermuteten Umgebungsbebauung gemacht. Bei der Wintersonnenwende wird vermutlich im Erdgeschoß nur noch wenig Licht ankommen. Leider sind die Bauplätze dafür allesamt zu wenig tief :(



    Zitat von sundevil

    Elektroautos brauchen im Winter mehr Strom ...


    Richtig, aber im Winter bin zumindest ich meist zu Hause und fahre damit erheblich weniger mit dem Auto.
    .


  • Hi... Sehr gute Idee... :D Ich habe das gleiche schon gebaut und bin SUUUUUPPPPPPEEEEERRR Happy damit. wir haben aus Kostengründen zwei Ochsner Mini WP, eine über eine Weiche in eine "Fußbodenheizung" hat aber nur 600m auf 170m² Schlauch und nur 4 Regelkreise :-)


    Ich würde in erster Linie die Ausrichtung des Hauses nicht nach der PV Anlage ausrichten sondern an den solaren Gewinnen, denn bedingt durch unsere Bauform fehlt uns noch ein Südfenster außerhalb des Wohnzimmers, denn die direkte Nutzung der Sonnenenergie ist noch immer die beste!!!! Wir brauchen zwischen 600kWh und 850kWh für die Heizung und etwas weniger für das WW. Deine Annahmen sind also absolut im Rahmen. Unser Haushaltsstrom liegt bei rund 2.500kWh und hat noch Potential zum Einsparen. Wir haben aber viel LED Beleuchtung, meine Frau ist aber mit der Tochter zuhause und da weiß man ja nie wie mit der Energie umgegangen wird :-)


    Das Elektroauto braucht je nach km Leistung rund 22-25kWh /100km. Wir haben bislang rund 1500 kWh p.a. für das Auto gebraucht.


    Stromspeicher kannst Du vergessen, denn im Winter reichen unsere rund 15kWp NICHT um kumuliert den Verbrauch zu decken OHNE Auto! Und im Sommer fahren wir fast 95% Eigenverbrauch (außer spät Abends fernsehen).


    Hier ein Foto unserer "Kiste"

  • Zitat von mawerix

    Meine Tochter hat keine FB-Heizung, sondern nur eine Luft-Luft-WP die die Luft der Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung erwärmt. Zusätzlich gibt es an den Luftauslässen Piezo-Heiezlemente, die bei Bedarf nachheizen können. Sie werden noch einen Kaminofen haben und hoffen damit an kalten Tagen genügend Wärme ins Haus zu bringen.


    Viel Spaß bei Planung und Umsetzung.


    Gruß
    mawerix


    Das habe ich mir auch überlegt, bin aber aus mehreren Gründen davon abgekommen:


    1. Lucht ist ein recht bescheidener Energieträger um die Heizlast von 10W/m² zu transportieren müsste entweder die Temperatur auf ein Niveau gebraucht werden wo es schon nahe an der Staubverschwelung ist
    2. Die Luftwechselrate für die volle Heizleistung sehr hoch gefahren werden muss und gerade bei sehr niedrigen Temperaturen sollte man die Luftwechselrate stark reduzieren um die Luftfeuchte nicht zu sehr zu reduzieren.
    3. Die Luft Luft WP für mich einen zu schlechten COP hat bei der hohen Vorlauftemperatur und daher der Verbrauch wieder etwas zu hoch wird.


    Habt Ihr schon die ersten ECHTEN Verbrauchswerte?

    Orange Solar GmbH - die hier wiedergegeben Aussagen sind eine persönliche Meinung.


    elektrisch Mobil - TESLA Model S85 2013 bis 2017, seit Juni 2017 MX100D. - Tesla Roadster 2.5 seit Juni 2011 - BMW i3 seit Dezember 2013 - Renault ZOE seit September 2014

  • Weißt Du was ich für ein sehr gutes Tool halte für ein neues Haus...


    Google Sketch UP... Super Easy und mit sehr guten Ergebnissen....

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  • Wir haben uns fuer die Pultdachvariante entschieden. Komplexe Dachformen wie das Mansardendach mit Pult (coole Idee) waren aber auch nicht erlaubt.


    Wenn Eigenversorgung wichtig ist kann man auch an eine kleine Nicht-EEG Anlage zusaetzlich zur Dachanlage denken. Ein schoener 2- Achsen Tracker als Sonnenschirm zum Beispiel, oder Solarzaeune mit eingefaerbten Modulen.


    Spannende Sache!
    Gruss
    Jochen


    Gesendet von meinem BASE Lutea 2 mit Tapatalk 2

    14,8 kWp Solar Fabrik / Fronius
    23 kWp Bosch / Danfoss
    55 kWp Frankfurt Solar / Danfoss
    30 kWp Yingli / SolarEdge
    15,8 kWp Bosch / SMA
    Geschäftsführer und alleiniger Gesellschafter der Helianthus Solar GmbH

  • Beim Pult sollte man aber immer bedenken, dass es optisch nicht immer gut aussieht...


    Bin bei EFH kein großer Pultfan. Ginge denn ein FD?


    Pultdach recht flach wäre eine gute Option wenn es optisch ins Bild passt

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  • Zitat von open source energy

    Beim Pult sollte man aber immer bedenken, dass es optisch nicht immer gut aussieht...


    Bin bei EFH kein großer Pultfan. Ginge denn ein FD?


    Pultdach recht flach wäre eine gute Option wenn es optisch ins Bild passt


    Wir hatten Glueck, wir sind am Suedhang. Das Dach folgt mit 22.5 Grad in etwa der Hangneigung.
    Ausserdem haben wir zur optischen Balance eine Garage mit Norddach dagegengesetzt, es wirkt also eher wie ein versetztes Pultdach.


    Eine moegliche.Alternative ware auch ein relativ flaches O-W Satteldach. Man verliert bei gleicher installierter Leistung etwas von der Mittagsspitze (und bei flachem O-W Dach gewinnt auf einer pro kWp Basis man auch nichts morgens und abends) aber die Ertraege koennen immer noch ziemlich gut sein.


    Gruss
    Jochen
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