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18.12.2018 | Energienutzung | Im Fokus | Onlineartikel

2050 wird der Kühlbedarf größer als der Heizbedarf sein

Autor:
Frank Urbansky

In 30 Jahren wird weltweit der Bedarf an Kühlung den an Heizung übersteigen. Derzeit muss für die gleiche Kühlleistung das Dreifache an Energie aufgewendet werden. Es bedarf effizienterer Lösungen.


Gebäude in Mitteleuropa müssen meist nur im Sommer gekühlt werden. In südlicheren Gefilden ist es jedoch anders. Doch was versteht man überhaupt unter Kühlbedarf? "Der Kühlbedarf wird aus dem Anteil der "für Heizzwecke nicht nutzbaren Wärmeeinträge" ermittelt. Für gekühlte Gebäude stellt dieser Teil der Wärmegewinne diejenige Wärmemenge dar, die durch die Kühlung abgeführt werden muss", definiert dies Springer Vieweg-Autor Anton Maas in seinem Buchkapitel Wärme- und Energiebilanzen auf Seite 89.

Empfehlung der Redaktion

2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Wärme- und Energiebilanzen

Infolge der auf Außenbauteile auftreffenden Sonneneinstrahlung können die Wärmesenken vermindert oder Wärmequellen erzielt werden. Für das Fensterglas gilt, dass ein Teil der auf das Glas treffenden Strahlung reflektiert wird, ein Teil der Strahlungsenergie wird absorbiert und trägt zur Erwärmung der Glasscheibe bei.


Schätzungen gehen davon aus, dass durch Klimaerwärmung und wachsenden Wohlstand der Kühlbedarf den Wärmebedarf im Jahr 2050 weltweit übersteigen wird. Derzeit erfolgt die Kühlung von Gebäuden vor allem mittels Kompressionsmaschinen – doch diese benötigen etwa dreimal so viel Energie wie eine Heizung mit vergleichbarer Leistung.

Damit ist klar, dass der wachsende Kühlbedarf in Zukunft nur mit effizienteren Kühltechnologien gedeckt werden kann. Gefragt sind deshalb auch Maßnahmen für den Wärmeschutz von Gebäuden, die von vornherein den Wärmeeintrag der Sonne oder der Umgebungsluft minimieren. Dazu zählen Verschattungen wie Jalousien, Markisen oder Rollläden, aber auch Spezialfenster, die die Kraft der Sonneneinstrahlung mindern. Denn bei optimaler Sonneneinstrahlung kann der Energieeintrag ins Gebäude je Quadratmeter Fensterfläche eine Kilowattstunde betragen.

Automatisierte Nachtlüftung

Aber auch Lüftungssysteme, die sparsam mit Energie umgehen, kommen in Frage. So etwa die Nachtlüftung, bei der Motoren die Fenster eines Gebäudes und somit auch die Lüftung steuern. Angeleitet von Sensoren werden die Fenster bei bestimmten Innentemperaturen nach Sonnenuntergang geöffnet, wenn etwa in Mitteuropa die Temperaturen im Sommer unter 20 °C sinken. Die warme Luft kann entweichen und kalte Luft durch entsprechende Einlassungen in der Fassade oder den Fenstern nachströmen. Bei Regen hingegen sorgen die Sensoren für das Schließen der Fenster.

Eine weitere Maßnahme ist die sogenannte Ost-West-Lüftung. Dabei wird eine Besonderheit in Mitteleuropa genutzt: Hier herrschen Wetterlagen meist aus West oder Nordwest vor. Danach folgen Ostwetterlagen. Reine Wetterlagen aus Süd oder Nord sind eher selten. Deswegen können die Fenster in an der Ost- und Westseite eines Gebäudes ebenfalls nachts geöffnet werden. Der natürliche Wind sorgt dann für die Lüftung und Kühlung.

Auch eine Gebäudedämmung verhindert den übermäßigen Wärmeeintrag. In Neubauten sind solche Maßnahmen heute bereits durch zahlreiche gesetzliche Vorgaben wie die Energieeinsparverordnung (EnEV) gefordert.

Reversible Wärmepumpen effizienter

Was in Mitteleuropa gut funktioniert, ist in anderen Weltgegenden nicht praktikabel. Hier bedarf es anderer Lösungen, um die weit verbreiteten Kompressionskältemaschinen effizienter zu machen oder durch andere Systeme zu ersetzen. Geeignet wären Systeme, die mittels reversiblem Betrieb von Wärmepumpen die im Gebäude enthaltene Wärme abführen und es im Gegenzug mit den kühleren Temperaturen aus Erdreich oder Wasser kühlen können. Auch sogenannte Luftspeicher, die unmittelbar in der Nähe eines Gebäudes im Erdreich eingebracht werden, sind eine Alternative. Hier reicht mitunter ein einfaches Lüftungssystem mit Wärmetauscher aus, um für ausreichend Kühlung zu sorgen.

"Bei der Betrachtung der Entwicklung des Kühlbedarfs, welcher vor allem von der Entwicklung der Klimarandbedingungen in den Sommerhalbjahren abhängt, wird deutlich, wie stark der Einfluss des Klimawandels ist. Innerhalb des Bezugszeitraumes [2003 in Mannheim in Bezug auf die Periode 2071 bis 2100 – Anm. d. Red.] der einzelnen Klimadatensätze erhöht sich der Bedarf an Kühlenergie um etwa 208 %, beziehungsweise 10,4 kWh/m²a", verdeutlichen die Springer Vieweg-Autoren Bernhard Weller, Marc-Steffen Fahrion, Sebastian Horn, Thomas Naumann und Johannes Nikolowski in ihrem Buchkapitel Sommerhitze auf Seite 71 die Notwendigkeit solcher Lösungen selbst in hiesigen Breitengraden.

Weiterführende Themen

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Sommerhitze

Quelle:
Baukonstruktion im Klimawandel

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Kältetechnik

Quelle:
Dubbel

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Energiekonzepte

Quelle:
Technischer Ausbau von Gebäuden

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