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Umweltschonend kühlen, aber wie? Autoren: Peter Holzer, David Stuckey und Renate Hammer
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ie Nachfrage nach Kühlung steigt in allen Gebäudetypen sprunghaft an. Die Gründe dafür sind vielfältig. Sie reichen von einer zunehmenden Urbanisierung über gesteigerte Ansprüche bis, und das stellt langfristig vielleicht die größte Herausforderung dar, zum deutlichen Anstieg der Temperaturen weltweit, der je nach den lokalen Rahmenbedingungen auch verstärkt ausgeprägt auftreten kann. Vielerorts ergeben sich daraus zwei lebenswichtige Fragen: Wie können Gesundheit und Komfort im Gebäude gewährleistet werden? Und welche technischen Kühllösungen verursachen so geringe Treibhausgasemissionen, dass die vorgegebenen Klimaschutzziele eingehalten werden können?
eine vollständig passive Kühlung durch die Aktivierung thermischer Gebäudemassen mittels intensiver nächtlicher Belüftung den nötigen Komfort nicht mehr sicherstellen – schlicht, weil die Lufttemperaturen im Außenraum in etlichen Sommernächten dafür zu hoch bleiben. Zur Orientierung kann gesagt werden, dass von einer Aktivierung der thermischen Gebäudemasse mittels Nachtlüftung ein ausreichender Kühlungseffekt erwartet werden darf, wenn die nächtliche Umgebungslufttemperatur um rund sechs Grad Kelvin niedriger ist als die gewünschte Raumlufttemperatur während des Tages. Eine leistungsstarke und vielversprechende Alternative zu dieser rein passiven Strategie und abseits der Klimaanlagen stellt die aktive Kühlung der Raumoberflächen dar.
Kühlung mit Strahlungsflächen
Gekühlt wird dabei tatsächlich der Mensch im Innenraum im Strahlungsaustausch mit den ihn umgebenden Oberflächen. Menschen empfinden diese Art der Temperierung als sehr komfortabel, überraschenderweise speziell bei einer Aktivierung der Raumdecke, weil diese evolutionär dem kalten Nachthimmel entspricht. So wird eine Differenz der Strahlungstemperatur von Boden und Decke von bis zu 14 Grad Kelvin gut akzeptiert, wenn die Decke kühler ist als der Boden, aber lediglich von vier Grad Kelvin, wenn der Boden kühler ist als die Decke. Räume mit moderat gekühlten Decken werden daher nicht als künstlich konditioniert, sondern als an den Außenraum angekoppelt wahrgenommen.
Angesichts solcher Herausforderungen bietet die Kühlung mit Strahlungsflächen durch thermische Aktivierung der Raumoberflächen eine leistungsstarke und belastbare Alternative zur herkömmlichen Klimatisierung. Letztere wurde bisher vorwiegend durch Einbringung gekühlter Luftmengen mittels Klimaanlagen realisiert. In den letzten 25 Jahren hat sich die Anzahl und Kapazität derartiger Klimaanlagen verdreifacht. Das darf nicht verwundern, denn auch in nach wie vor klimatisch begünstigten Lagen, wie wir sie in West- und Zentraleuropa jedenfalls vorfinden, stellt die Verschiebung der Temperaturen traditionelle bioklimatische Architekturstrategien in Frage. So kann
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