Sonnenhaus: Funktionsweise, Energieeffizienz, Kosten, Förderung

Das energetische Konzept ist eine der wichtigsten Entscheidungen beim Neubau oder der Kernsanierung. Eine gut gedämmte, luftdichte Gebäudehülle ist bei allen Energiesparhäusern Standard, wenn auch in unterschiedlicher Ausführung. Doch bei der Energieversorgung trennen sich die Wege beispielsweise von Passivhaus, Aktivhaus und Plusenergiehaus.

Einen Überblick zu nachhaltigen Bauweisen könnt ihr euch in unserem Artikel "Energiesparhäuser: Endlich Durchblick beim nachhaltigen Bauen" verschaffen.

Was ist ein Sonnenhaus?

Ein Sonnenhaus – auch Solaraktivhaus genannt – ist eine besondere Form des Aktivhauses. Es nutzt die kostenlose Kraft der Sonne, um mindestens 50 Prozent (nach Möglichkeit sogar den gesamten Energiebedarf) für Heizung und Warmwasser zu decken. Das funktioniert am besten in einem Niedrigenergiehaus, das technisch und architektonisch möglichst gut auf die Nutzung der solaren Energie ausgelegt ist. Damit kann ein Sonnenhaus mit einer hohen Autarkie und geringen Brennstoffkosten punktet.

Der Begriff Sonnenhaus steht für eine Idee. Er ist nicht geschützt und auch kein verbindlich definierter Standard. Entsprechend großzügig werben Haushersteller oder Planer mit "ihren" Sonnenhäusern.

Die Sonnenhaus-Philosophie wird maßgeblich vom 2004 gegründeten Sonnenhaus-Institut e.V., einem Netzwerk von Planern, Architekten, Handwerkern, Energieberatern, Herstellern und Systemanbietern sowie Bauherren getragen. Sie haben Kriterien für Sonnenhäuser definiert. Eine Prüfstelle oder Zertifizierung gibt es nicht.

Was sind die wichtigsten Komponenten bei einem Sonnenhaus?

Da Heizung und Warmwasser im Bestand mit bis zu 80 Prozent den Löwenteil der Energie im Wohngebäude verbrauchen, fokussiert das Sonnenhaus auf die solare Wärmegewinnung. Um Sonnenwärme für Heizung und Warmwasserbereitung nutzbar zu machen, ist eine Solarthermieanlage nötig. Damit an strahlungsreichen Tagen keine solare Energie verloren geht und außerdem an möglichst vielen strahlungsarmen Tagen Sonnenenergie genutzt werden kann, braucht die Anlage einen besonders großen Speicher. Ohne eine solche Solarthermieanlage gibt es kein Sonnenhaus.

Weitere wichtige Komponenten beim Sonnenhaus

Neben der Solarthermie gibt es weitere wichtige Komponenten im Sonnenhaus. Große Glasflächen (vor allem in der nach Süden ausgerichteten Fassade) sorgen dafür, dass auch im Winter viel Sonne ins Haus gelangt und das Gebäudeinnere (mit)erwärmt. Diese sogenannte passive Solarenergienutzung nutzt das Sonnenhaus genau wie das Passivhaus. Allerdings hat sie im Konzept Sonnenhaus einen niedrigeren Stellenwert.

Mit Solarthermie lässt sich nur dann ein Großteil des Wärmebedarfs decken, wenn der möglichst gering ist. Hoher Wärmedämmstandard an der Gebäudehülle und den Fenstern sowie wärmebrückenfreie und winddichte Konstruktion sind daher im Sonnenhaus – wie in jedem Energiesparhaus – elementar.

Je nach Standort und Witterung, Wärmebedarf im Gebäude und Dimensionierung der Solarthermieanlage ist der Speicher im Sonnenhaus in sonnenarmen Wintermonaten früher oder später leer. Dann springt in der Regel eine Zusatzheizung – meist eine Holzheizung oder eine Wärmepumpe – ein.

Flächenheizungen in den Wänden und Böden funktionieren mit niedrigen Vorlauftemperaturen. Sie sind daher die Favoriten im Sonnenhaus.

In den vergangenen Jahren wurde das Sonnenhaus-Konzept um weitere Komponenten erweitert. Eine zunehmend wichtige Rolle spielt die Einbindung einer Photovoltaik-Anlage, durch die der Eigenstrombedarf für Haushalt und Mobilität gedeckt und gerne auch eine Wärmepumpe als ergänzendes Heizsystem angetrieben wird. Entsprechend halten auch Batteriespeicher für PV-Strom Einzug ins Sonnenhaus. Außerdem gibt es erste Projekte mit Wasserstofftechnik und Brennstoffzellen sowie Weiterentwicklungen der Speichertechnik etwa durch Bauteilaktivierung.

Fünf Kategorien für ein Sonnenhaus

Das Sonnenhaus-Institut unterscheidet nach fünf verschiedenen Kategorien:

1. Sonnenhaus Standard: Der Brutto-Energiebedarf für Warmwasser plus
   Heizung muss zu mindestens 50 Prozent aus solarer Strahlungsenergie gedeckt werden.
2. Sonnenhaus Plus: Das Gebäude ist mit einer PV-Anlage ausgerüstet und produziert mehr Solarstrom, als es verbraucht.
3. Sonnenhaus Autark: Das Haus verfügt über eine PV-Anlage; mindestens 50 Prozent des Energieverbrauchs für Heizung, Warmwasser und Haushaltsstrom werden real durch Sonnenenergie gedeckt.
4. Sonnenhaus f: Es ist eine fossile Nachheizung installiert.
5. Sonnenhaus im Bestand

In unserer Homestory Das Haus der Zukunft steht in Oberfranken erfahrt ihr, wie ein Bauherr ein Sonnenhaus mit diversen zusätzlichen Komponenten geplant und gebaut hat.

Wie müssen die Kollektoren im Sonnenhaus beschaffen sein?

Ein solarer Deckungsgrad von mehr als 50 Prozent lässt sich nur durch eine große Fläche mit hocheffizienten Kollektoren in Kombination mit einem riesigen Wärmespeicher, meist einem Wassertank, erreichen.

Die Kollektoren müssen dabei vor allem drei Anforderungen erfüllen:

1. Der Wirkungsgrad muss möglichst hoch sein. Vakuum-Röhrenkollektoren weisen einen besonders hohen Wirkungsgrad auf, sind allerdings etwas teurer als Flachkollektoren.
2. Die Kollektorfläche sollte die Anforderung erfüllen, möglichst groß zu sein. Das Sonnenhaus Institut empfiehlt für ein gut gedämmtes, kleines bis mittelgroßes Einfamilienhaus mit einem solaren Deckungsgrad von 50 Prozent bis 80 Prozent eine Kollektorfläche mit einer Größe von etwa 30 bis 60 Quadratmetern.
3. Die Ausrichtung der Solarfelder muss so geplant sein, dass die Sonnenenergie optimal genutzt wird. Die höchsten Erträge sind bei einer Kollektorneigung zwischen 50 und 80 Grad auf einem Süddach mit einer maximalen Abweichung von 25 Grad nach Westen oder 20 Grad nach Osten zu erwarten.

Welche Anforderungen muss der Speicher im Sonnenhaus erfüllen?

Der Pufferspeicher soll die überschüssige Energie der Solaranlage während der Heizperiode bevorraten. Für einen Zeitraum von mehreren Tagen reicht nach Angaben des Sonnenhaus Instituts ein Volumen von etwa 150 Litern pro Quadratmeter Kollektorfläche. Nur: Mit einem größeren Speicher könnt ihr mehr Sonnenenergie vom Herbst mit in die Heizsaison nehmen. Deshalb beträgt das Fassungsvermögen des Speichers im Sonnenhaus oft mehr als zehntausend Liter.

Weit verbreitet sind sogenannte Schichtenspeicher. Sie lagern die erzeugte Wärme in Schichten ein – im oberen Teil ist es wärmer als unten. Dadurch lassen sich Verwirbelungen von unterschiedlich temperiertem Wasser vermeiden und die Nutzbarkeit verbessern. Im unteren Teil des Speichers wird die Energie aus der Solarthermieanlage eingespeist, und von hier wird die Wärme für die Flächenheizung entnommen. An den oberen, wärmeren Bereich des Speichers wird die Zusatzheizung angebunden. Dieser Bereich liefert heißes Brauchwasser, etwa durch einen integrierten Edelstahlboiler oder durch ein extern angebrachtes Frischwassermodul mit Durchlauferhitzer.

Der zylindrische Schichtenspeicher ist meist innerhalb der gedämmten Gebäudehülle platziert, um Wärmeverluste zu nutzen. Oftmals reicht er vom Keller bis zum Dachgeschoss und wird dann mit einer umlaufenden Treppe verkleidet. Erhältlich sind auch kubische Solarspeicher für den Keller oder zum unterirdischen Einbau im Erdreich.

Elementar für das Erreichen von hohen Deckungsgraden ist neben dem optimalen Zusammenspiel der einzelnen Komponenten vor allem die richtige Dimensionierung durch einen Fachmann. Dabei spielen unter anderem die Heizlast, das Nutzerverhalten und der Klimastandort eine Rolle.

Alles über Heizen mit Sonnenergie erfahrt ihr in unserem Text Solarthemie-Anlage: Funktion, Kosten, Förderung

Wer baut ein Sonnenhaus?

Wenn ihr euren Neubau oder eure Sanierung zum Sonnenhaus mit einem Architekten realisieren wollt, findet ihr auf der Internetseite des Sonnenhaus Instituts Planer und andere Partner, die bereits Erfahrung mit Sonnenhäusern vorweisen können.

Es gibt das Sonnenhaus jedoch auch als Fertighaus, etwa bei den Herstellern FingerHaus, Renschhaus, WeberHaus, Massa-Haus, Ytong oder Bau-Fritz.

Was kostet ein Sonnenhaus?

Bauen ist teuer. Und die Sonnenhaustechnik erhöht die Kosten. Die Experten im Sonnenhaus Institut schätzen die spezifischen „Systemkosten“ je nach Anlagengröße mit 900 bis 1.100 Euro pro Quadratmeter installierter Kollektorfläche. Das ist jedoch nicht mehr als eine grobe Orientierung. Die Kosten für ein Sonnenhaus sind von zu vielen Faktoren wie der Bauweise, der Größe, der Solarthermieanlage und einer eventuell erforderlichen Zusatzheizung abhängig.

Den höheren Investitionskosten stehen langfristig eingesparte Energiekosten gegenüber. Dieser Kostenvorteil lässt sich bei der momentanen Preisentwicklung nicht seriös abschätzen. Und die gewonnene Autarkie ist nicht in Euro messbar.

Ist ein Sonnenhaus ein KfW-Effizienzhaus?

Nein, nicht jedes Sonnenhaus ist ein KfW-Effizienzhaus. Aber es gibt Sonnenhäuser, die Effizienzhäuser sind.

Der KfW-Effizienzhausstandard und das Konzept des Sonnenhauses sind nur schwer miteinander vergleichbar. Gemeinsam ist beiden, dass sie das Gebäude nach einem berechneten Energiebedarf kategorisieren. Allerdings ist im Effizienzhaus der Primärenergiebedarf die entscheidende Größe, im Sonnenhaus ist es der Brutto-Energiebedarf (= Nutzenergie für Heizwärme und Warmwasser zuzüglich Übergabe-, Leitungs- und Speicherverluste).

Auch inhaltlich setzen die beiden Standards unterschiedliche Schwerpunkte: Im Sonnenhaus ist die Solarthermieanlage zwingend erforderlich. Im KfW-Effizienzhaus ist sie nur einer von vielen möglichen Bausteinen. Viele andere Effizienzhauselemente – wie etwa die Dämmung der Gebäudehülle oder die energetisch anspruchsvollen Fenster – finden sich auch im Sonnenhaus wieder. Schließlich zielt auch dieses Konzept darauf, Energieverluste zu minimieren. Doch nicht in jedem Sonnenhaus erfüllen diese Elemente die Effizienzhaus-Anforderungen.

Welche Förderung gibt es für ein Sonnenhaus?

Obwohl ein Sonnenhaus ein besonders energieeffizientes Haus ist, gibt es für diesen Haustyp keine spezielle Förderung. Trotzdem kommen grundsätzlich folgende Fördermöglichkeiten in Frage:

Förderung für ein Sonnenhaus beim Neubau

1. Wenn ihr weitere Maßnahmen durchführt und euer Haus am Ende den EH-40-Standard erreicht und die Anforderungen Qualitätssiegel Nachhaltiges Gebäude PLUS an Treibhausgasemissionen im Gebäudelebenzyklus erfüllt, könnt ihr Mittel aus der Bundesförderung für effiziente Gebäude - Klimafreundlicher Neubau (BEG KFN) erhalten. Sie wird in Form von zinsvergünstigten Darlehen über die Kreditanstalt für Wiederaufbau gewährt (KfW-Kredit 297 und Kredit 298). Alles über die zum 1. März 2023 neu strukturierte Neubauförderung findet ihr in unserem Ratgeber KfW-Förderung Neubau: So funktioniert die Neubauförderung 2023.
2. Falls ihr diese anspruchsvolle Bedingungen nicht erfüllt, ist das KfW-Wohneigentumsprogramm (Kredit 124) eine Alternative.

Förderung für ein Sonnenhaus bei der Sanierung

1. Ihr erreicht eine der förderfähigen Effizienzhausstufen? Dann könnt ihr einen Förderkredit 261 der KfW aus der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) erhalten. Je nach Effizienzhausstufe beträgt der Tilgungszuschuss zwischen 5 und 25 Prozent. Dazu kommt eine Zinsvergünstigung (Stand: März 2023). In unserem Ratgeber Sanierung zum KfW-Effizienzhaus: So kommt ihr an Fördermittel haben wir alle wichtigen Informationen zusammengetragen.
2. Ihr konzentriert euch auf die Sonnenenergie? Dann ist die Förderung des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) zur Heizungserneuerung spannend. Für den nachträglichen Einbau einer Solarthermieanlage durch ein Fachunternehmen gibt es einen Zuschuss in Höhe von 25 Prozent. Förderfähig sind sämtliche Anschaffungs- und Installationskosten inklusive Speicher, Steigleitungen zum Dach, Austausch von Heizkörpern und notwendige Anschlussarbeiten. Beim BAFA gibt es außerdem Zuschüsse zu Einzelmaßnahmen in der Sanierung, beispielsweise zur Dämmung.
3. Neben dem Bund haben auch einzelne Länder Förderprogramme für Solarthermie aufgelegt. Informationen darüber gibt es beim Bauamt oder der Energieberatung vor Ort.

Wie viel Energiekosten spart ein Sonnenhaus?

Ein Neubau-Sonnenhaus spart keine Energiekosten, weil noch nie welche entstanden sind. Euer Sonnenhaus braucht von Anfang an wenig Energie, weil viel Wert auf die Dämmung gelegt wird. Der Clou ist jedoch: Die Energie, die benötigt wird, ist regenerativ. Der Löwenanteil stammt aus der Sonnenenergie. Für euch als Bewohner ist deshalb gar nicht so wichtig, wieviel Energie benötigt wird. Entscheidend ist, dass so gut wie keine Brennstoffkosten entstehen.

Bei der Sanierung zum Sonnenhaus hängt die Einsparung zunächst von den Dämmmaßnahmen ab. Wenn ihr beispielsweise die Heizlast eures Hauses durch die Dämmung halbiert, braucht ihr danach nur noch halb so viel Energie. Und wenn ihr dann gemäß der Sonnenhaus-Idee 50 Prozent des verbliebenen Wärmebedarfs solar deckt, müsst ihr nur noch 25 Prozent des ursprünglichen Heizbedarfs mit einem anderen Energieträger bestreiten.

Im Sonnenhaus ist das gerne eine Wärmepumpe, für die dann Stromkosten entstehen, oder auch eine Holzheizung, deren Brennstoffkosten auf jeden Fall geringer ausfallen als die einer fossilen Heizung. Eine gute Basis für eine solche Sanierung ist ein individueller Sanierungsfahrplan.

Welche Vorteile und Nachteile hat ein Sonnenhaus?

In unserer Übersicht seht ihr auf einen Blick, welche Faktoren ihr bei euren Überlegungen berücksichtigen solltet:

Quellen: Sonnenhaus Institut e.V.