Die Krux mit dem Kühlen

Veröffentlicht am 16.07.2023
Dieses Wissen wurde gestiftet von:
Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen – DGNB e.V.
TU München
Transsolar KlimaEngineering
Kuratiert von Dr. Anna Braune

Aktives Kühlen von Gebäuden belastet Klima und Umwelt. Dabei gibt es Alternativen. So senken passive Maßnahmen am Gebäude den Kühlbedarf beträchtlich. Und der lässt sich sogar ganz vermeiden.

Unsere Checkliste „Passive Maßnahmen zur Gebäudekühlung“ reicht von der sinnvollen Gebäudeausrichtung bis zum Luftbrunnen.

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Checkliste für passive Maßnahmen zur Gebäudekühlung

Wenn das aktive Kühlen von Gebäuden nicht vermieden werden kann, bieten sich natürliche Kältemittel bzw. natürliche Kältequellen an. In dieser Abbildung sehen Sie die Vor- und Nachteile einiger natürlicher Kältemittel:

Quelle: DGNB e.V.
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Hintergrundwissen

Im Jahr 1997 hatte nur jeder vierte Neuwagen eine Klimaanlage. Heute werden nahezu alle neuen Autos damit ausgerüstet, kaum noch ein Autofahrer verzichtet darauf. Kühle Temperaturen an heißen Tagen – auch für ihre Büros und Wohnungen werden immer mehr Menschen diesen Komfort einfordern. Dies umso mehr als in den nächsten Jahren durch die Klimaerwärmung mit immer mehr heißen Tagen zu rechnen ist. Dazu kommt u.a., dass die Urbanisierung auch in den heißen und tropischen Regionen weiter voranschreitet.

Achtung

Teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) haben in der Regel ein hohes Treibhauspotenzial. Trotzdem werden sie noch immer als Kältemittel in zu vielen Klimaanlagen, Kälteanlagen oder z. B. Wärmepumpen eingesetzt, obwohl der Einsatz ein Risiko für Marktteilnehmer darstellt und Alternativen verfügbar sind.

Der Bedarf an Klimakälte wird global extrem ansteigen

Verantwortlich für den selbstverschuldeten Klimakollaps sind verschiedene Faktoren, u.a.:

  • der Trend zu verglasten Gebäuden, die vielerorts ungeachtet ihres städtebaulichen Kontexts oder der klimatischen und kulturellen Rahmenbedingungen entstehen. Verglaste Gebäude gelten als modern und prägen zunehmend die Skyline unserer Städte überall auf der Welt. Dabei heizen sich verglaste Gebäude besonders stark auf und müssen besonders stark heruntergekühlt werden.
  • Auch die fortschreitende Digitalisierung erfordert entsprechend mehr Kühlung für Serverräume, Bürotechnik u.a.
  • Für die wachsende Anzahl an Klimaanlagen werden immer mehr Kältemittel und Energie benötigt.

Das Problem dabei: Im Großteil der heute bestehenden Kälteanlagen werden klimaschädliche Kältemittel verwendet.

Phase Down – Runter mit den Treibhausgasen

Deshalb sollen besonders treibhauswirksame HFKW reduziert oder ersetzt werden. So wird bis zum Jahr 2030 die Menge der CO2-Äquivalente der HFKW (und damit ihr Beitrag zum Treibhauseffekt) schrittweise um rund 80 Prozent gegenüber der für das Jahr 2015 festgelegten Ausgangsmenge beschränkt.

Tipp

Zukunftsfähig planen und bauen heißt, alternative Kühlkonzepte und Kühlmittel einsetzen.

Dieses „Phase Down“ ist eine der zentralen Auswirkungen der seit 2015 gültigen europäischen F-Gas-Verordnung. Die Verordnung stellt einen Teil der Klimaschutzmaßnahmen der europäischen Kommission dar und leistet auch international einen Beitrag zum Klimaschutz.
Um vor diesem Hintergrund bereits heute zukunftsfähig zu planen und zu bauen, ist es wichtig, solche Problempotenziale in den heutigen Planungen auszuschließen und auch bei der Sanierung von Gebäuden entsprechende alternative Konzepte bzw. Kühlmittel vorzusehen.

Teufelskreis Hitzespirale

Neben Kältemitteln hat der Energieverbrauch einen (sogar noch größeren) Anteil an CO2-äquivalenten Emissionen. Der Strom, der heute für Klimaanlagen weltweit verbraucht wird, entspricht zweieinhalb Mal dem Stromverbrauch von ganz Afrika. Schätzungen gehen davon aus, dass sich der Energiebedarf bis 2050 verdreifachen wird. Etwa, weil von den 2,8 Milliarden Menschen, die in den heißesten Regionen der Welt leben, im Moment nur acht Prozent eine Klimaanlage besitzen. Es ist ein Teufelskreis: Je heißer es wird, desto stärker steigt der Bedarf an Kühlmaßnahmen. Aber je mehr Kühlmaßnahmen ergriffen werden, desto heißer wird es.

Fazit

Der Hitzespirale gilt es aktiv entgegenzuwirken und zwar mit jedem Projekt und in allen Klimazonen.

Weiterführende Informationen:

Publikation: Kostenfalle Kältemittel
Herausgeber: Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen - DGNB e.V. Um bereits heute zukunftsfähig zu planen und zu bauen, möchte die DGNB Bauherren und Planer zum Einsatz von Kältemitteln informieren und hat im Juni 2018 in Berlin eine Informationsveranstaltung organisiert. Die Ergebnisse der Veranstaltung sind in dieser Publikation zusammengefasst.

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Transsolar KlimaEngineering
KlimaEngineering für Gebäude hat zum Ziel, den höchsten Komfort für die Nutzer mit dem geringstmöglichen Einfluss auf die Umwelt zu erreichen. Transsolar strebt dies durch die Entwicklung und Validierung von innovativen Klima- und Energiekonzepten an. Die Transsolar Energietechnik GmbH wurde 1992 gegründet und arbeitet inzwischen weltweit mit 50 Ingenieuren in den Büros Stuttgart, München, New York und Paris.Unsere Beratung zielt darauf ab, höchsten Nutzerkomfort mit geringem Energieaufwand zu erreichen. Dabei berücksichtigen wir, dass sich Umgebungsbedingungen und Planung gegenseitig beeinflussen. Von Beginn des Planungsprozesses an, arbeiten wir eng mit den Kunden, Architekten, Haustechnikern und anderen Beratern zusammen, und beurteilen jeden Schritt nach den Gesetzmäßigkeiten der Thermodynamik und Physik. Daraus entsteht ein Klimakonzept, in dem die lokalen Randbedingungen, die Form, das Material und die mechanischen Systeme synergetische Komponenten eines harmonisch abgestimmten Klimakontrollsystems sind. Unsere Zielsetzung sind ökologische, ökonomische und hochwertige Gebäude zum Wohnen und Arbeiten mit hohem Nutzerkomfort oder kurz: Wir sehen KlimaEngineering als Ausdruck höchsten Respekts vor Mensch und Natur an.

Kontaktanfragen richten Sie bitte an: E-Mail: frenzel@transsolar.com
TU München Lehrstuhl für Gebäudetechnologie und klimagerechtes Bauen
Der Lehrstuhl für Gebäudetechnologie und klimagerechtes Bauen an der Fakultät für Architektur der Technischen Universität München (TUM) beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit der ganzheitlichen Gebäudeoptimierung unter Berücksichtigung zukünftiger Entwicklungen, im Hinblick auf die Nachhaltigkeitsziele der Europäischen Union (EU): Die Carbon Roadmap der EU sieht vor, dass im Vergleich zu 1990 die CO2-Emissionen des Gebäudesektors bis zum Jahr 2050 um 90 % reduziert werden. Durch anwendernahe und praxisorientierte Lehre und Forschung gewinnt und vermittelt der Lehrstuhl Erkenntnisse über die ganzheitliche Betrachtung im Gebäude-Stadt-Kontext. So werden zum einen Gebäudestruktur, Fassade und Gebäudetechnik aufeinander abgestimmt, zum anderen wird auf der Ebene der Stadt das Vorgehen um die Parameter Energieversorgung und Nutzung von Synergieeffekten erweitert. Ein besonderes Augenmerk der Lehrstuhlarbeit liegt auf der interdisziplinären und fächerübergreifenden Bachelor- und Masterausbildung von zukünftigen Architekten und Ingenieuren. Im Rahmen von Forschungsprojekten und Gutachten liegt der Fokus auf der Anwendung von Simulationsprogrammen als Planungswerkzeug zur rechnerischen Abbildung von thermischen sowie licht- und strömungsspezifischen Vorgängen. Damit werden praxisrelevante Erkenntnisse zu den Themen Nutzerkomfort, Energieverbrauch und Tageslichtversorgung erzielt. Die in den letzten Jahren abgeschlossenen sowie die aktuell laufenden Projekte umfassen sowohl Forschungsaufträge von Bundes- und Staatsministerien, als auch Kooperationen mit großen Industrieunternehmen, Mittelständlern und Planungsbüros.

Kontaktanfragen richten Sie bitte an: Mail: christian.hepf@tum.de Web: https://www.ar.tum.de/klima/startseite/
Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen – DGNB e.V.
2007 gegründet, ist die DGNB heute mit über 2.000 Mitgliedsorganisationen Europas größtes Netzwerk für nachhaltiges Bauen. Ziel des Vereins ist es, Nachhaltigkeit in der Bau- und Immobilienwirtschaft zu fördern und im Bewusstsein der breiten Öffentlichkeit zu verankern. Mit dem DGNB Zertifizierungssystem hat die unabhängige Non-Profit-Organisation ein Planungs- und Optimierungstool zur Bewertung nachhaltiger Gebäude, Innenräume und Quartiere entwickelt, das dabei hilft, die reale Nachhaltigkeit in Bauprojekten zu erhöhen. Dabei fußt das DGNB System auf einem ganzheitlichen Nachhaltigkeitsverständnis, das die Umwelt, den Menschen und die Wirtschaftlichkeit gleichermaßen einbezieht. Über die Fort- und Weiterbildungsplattform DGNB Akademie wurden zudem bereits rund 8.000 Personen in 45 Ländern zu Experten für nachhaltiges Bauen qualifiziert.

Kontaktanfragen richten Sie bitte an: E-Mail: a.braune@dgnb.de Telefon: +49 711 722322-0