Solararchitektur in den USA (1)

William Aktinson

In den USA beginnt die Geschichte der Solararchitektur mit den Experimenten, die der Bostoner Architekt William Atkinson am Anfang des 20. Jahrhunderts mit einer „Solar Box“ anstellte. (1).

Zwischen 1905 und 1912 baute dieser Bostoner Architekt eine „Sun Box“, die dem Sonnenkollektor ähnelte, die im 18. Jahrhundert der Schweizer Gelehrte Horace Bénédict de Saussure gebaut hatte. Im Gegensatz zum Kollektor de Saussures, der eine gut gedämmte,  mit Glas abgedeckte, flache Kiste  gewesen war, besass Atkinsons „Sun Box“ auf einer Seite ein vertikales Fenster wie ein Haus. Die anderen fünf Seiten waren wärmegedämmt.

Die „Sun Box“ von William Atkinson, Schnitt Die innere Box (E), fünfseitig wärmegedämmt (D) und auf einer Seite verglast (Quelle: Butti, Ken & Perlin, John: A Golden Thread, Palo Alto, 1980, S. 178)

Atkinson stellte die Box (eigentlich waren es zwei Kisten, mit denen Atkinson experimentierte) zwischen Juni und Dezember an die Sonne, wobei er periodisch die Ausrichtung änderte und die Temperaturen im Inneren mass und aufzeichnete.

Die im Sommer gemessenen Temperaturen bestätigten seine Annahme, dass die Sonne, die von Osten oder Westen scheint, zu viel Wärme erzeugt. Zum Beispiel am 21. Juni, um 8 Uhr morgens, erreichte die Temperatur in der nach Osten ausgerichteten Box fast 49°C, das heisst 16,6 Grad mehr als die Temperatur des nach Süden ausgerichteten Kollektors und 5,5 Grad mehr gegenüber der Aussentemperatur. Am Nachmittag, zeigte das Thermometer in dem nach Westen orientierten Kollektoreine Temperatur von über 62°C an, 6,6 Grad mehr als bei Südorientierung und fast 19 Grad mehr als die Aussentemperatur.

Die überraschendsten Ergebnisse erreichte Atkinson im Winter. Am 22. Dezember 1910, betrug die Temperatur im nach Süden orientierten Kollektor 45,5°C, während zur gleichen Zeit die Aussentemperatur bei -4,5°C lag. Auf diese Weise konnte Atkinson zeigen, dass man die grössten Wärmegewinne erhalten konnte wenn der Kollektor nach Süden ausgerichtet war und dass die Sonne einen nicht zu unterschätzenden Beitrag zur Heizung eines Hauses leisten kann.

Im Jahr 1912, baute Atkinson ein experimentelles  “Sonnenhaus” für Samuel Cabot, einen reichen Patrizier Bostons. Das Ziel war, den potentiellen Beitrag der Sonne zur Heizung des Hauses genau festzustellen. Der Bau war wenig tief, hatte ein Satteldach und ein grosses, nach Süden ausgerichtetes Fenster. Die Wände und das Dach waren gut gedämmt. Atkinson erzählte, dass es selbst, wenn die Aussentemperatur unter null Grad sank, im Innern bis zu 38°C warm wurde.

Auf der Grundlage seiner Forschungen schrieb Atkinson ein Buch mit dem Titel “The Orientation of Buildings or Planning for Sunlight”, das 1912 in New York veröffentlicht wurde (2), aber, „Atkinson’s results were soon forgotten”. Andere  Forschungen Atkinsons über den Schattenwurf von Gebäuden waren erfolgreicher und führten zu einer Änderung der Baugesetze von Massachusetts, welche die Höhe der Gebäude auf das 2,5fache der Strassenbreite begrenzten (3).

Nicht nur der amerikanische Architekt William Atkinson, sondern auch mehrere andere Architekten und Ingenieure in Europa beschäftigten sich anfangs des 20. Jahrhunderts mit dem Problem der besten Ausrichtung von Gebäuden und Wohnungen zur Sonne.

Anmerkungen

(1) Nicht zu verwechseln mit dem englischen Architekten William Atkinson (1773 - 1839), der durch seine Landhäuser im neugotischen Stil bekannt wurde und der Erfinder eines neuen Heizungssystems von Gewächshäusern war

(2) Atkinson, William: The Orientation of Buildings and of Streets in Relation to Sunlight. Technology Quarterly, vol. 18 (September 1905), S. 204-206

(3) House Bill No. 775. Commonwealth of Massachusetts, January 26, 1905

Atkinson’s quote on skyscrapers appeared in Technology Quarterly, p. 204. The legislation that Atkinson helped enact (House Bill No. 775. Commonwealth of Massachusetts, January 26, 1905) limited Building height to 2 ½ times the width of the streets adjacent to them. Details on Atkinson’s “Sun-Box” are from “The Orientation of Buildings or Planning for Sunlight”, S. 62-78