Der Klimawandel verursacht immer wärmere Sommertemperaturen. Wie muss heute gebaut werden, damit die Hitze im Haus oder Büro erträglich bleibt, ohne dass der Energieverbrauch überbordet?

Aufgrund der Klimaänderung wird es immer schwieriger, sich während Hitzeperioden durch einfache Mittel wie das Lüften am Morgen oder das Schliessen der Rollläden abzukühlen. Bereits beim Bauen muss deshalb an einen ausreichenden Wärmeschutz gedacht werden. Standardlösungen gibt es laut Christian Herrmann, diplomierter Architekt bei bau energie umwelttechnik, nicht. Jedoch könne dank einer geeigneten Ausrichtung des Gebäudes (parallel zur Fliessrichtung der Kaltluft), einem moderaten Glasanteil an der Fassade und geeigneten Beschattungssystemen der Energiebedarf gesenkt werden.

Bauliche Einflussmöglichkeiten

Die meisten Neubauten sind heute so gut gedämmt, dass die Wärme im Sommer über die Nachtstunden nur beschränkt nach aussen abgegeben werden kann. Umso wichtiger ist der Einbau von bedienbaren Lüftungsfenstern oder -klappen, die bei Bedarf geöffnet werden können und eine gute Nachtauskühlung ermöglichen.

Durch die Planung von grossen Raumtiefen oder die Verwendung von hellen Baumaterialien, welche das Sonnenlicht reflektieren, kann zudem ein kühleres Raumklima geschaffen werden. Und Fenster mit geringen g-Werten (Gesamtenergiedurchlassgrad) lassen weniger Sonnenenergie ins Rauminnere – bei gleichzeitig möglichst hohem Tageslichtdurchlass.

Wenn ein Architekt den Glasanteil an seiner Hausfassade nicht beschränken möchte, dann kann er den sommerlichen Komfort immer noch durch ein geeignetes aussenliegendes Sonnenschutzsystem sicherstellen. Weisse (oder zumindest silberfarbene) Lamellen haben den Vorteil, dass sie das Sonnenlicht bei heruntergelassenen Storen, aber voll geöffneten Lamellen, noch ausreichend passieren lassen, womit der Raum genügend ausgeleuchtet wird.

Fixe Verschattungen immer wichtiger

Oberstes Ziel von Verschattungen ist, die Solarstrahlung gar nicht erst ins Gebäude eindringen zu lassen. Dabei wird man sich in Zukunft vermehrt Gedanken über die Entwicklung geeigneter fixer Verschattungen machen müssen, die im Sommer bei hohem Sonnenstand die Fenster gut schützen. Heute ist der bewegliche aussenliegende Sonnenschutz weit verbreitet. Dieser führt bei Büro- und Gewerbebauten aber nicht immer zum gewünschten Ziel, denn er hat nur eine Wirkung, wenn er richtig bedient wird und bereits bei geringer Solareinstrahlung in abgesenkter Stellung steht.

Nutzer bei Bedienung der Storen unterstützen

Es wird also immer wichtiger, die Benutzer einzubinden und auf wirkungsvolles Verhalten zu sensibilisieren. Sie müssen aber vermehrt auch mit intelligenten Sonnenschutzsteuerungen unterstützt werden. Hier kann die Gebäudeautomation einen Beitrag leisten, um den Energieverbrauch zu senken und den Komfort zu erhöhen.

Passive Gebäudekühlung durch Begrünung

Auch Begrünung kann dazu beitragen, die Überwärmung von Gebäuden zu verhindern. Dach- und Fassadenbegrünungen halten Strahlung von der Gebäudeoberfläche fern. Dies verhindert eine Erwärmung der Gebäudehülle, die Verdunstung der Blattmasse wirkt sogar kühlend. Beides wirkt sich positiv auf das Innenklima aus. Besonders wirksam ist eine Fassadenbegrünung an West- und Südfassaden, da hier die stärkste Einstrahlung stattfindet.

Das Gebäudeklima wird zudem durch die Umgebung geprägt. Bäume in der unmittelbaren Umgebung von Gebäuden können diese beschatten und so die Einstrahlung verringern. Besonders wichtig für die nächtliche Abkühlung der Gebäude sind unversiegelte, möglichst begrünte Flächen. Diese unterstützen die Zirkulation von nächtlicher Kaltluft und entschärfen damit Hitzebelastungen während Tropennächten. 

Haustechnische Massnahmen: Kühlen

Genügen zur ausreichenden Absenkung der sommerlichen Innenraumtemperatur die bisher angeführten Massnahmen nicht, sind nur noch haustechnische Massnahmen durch geeignete Kühlsysteme möglich. Dabei stellt sich bei Wohn- und Bürobauten die Frage, wie die Kühlung mit möglichst wenig Energieaufwand sichergestellt werden kann.

Verschiedene Ansätze zur Kühlung:

  • Kühlung mit Umluft-Kühlgeräten mit «freier Kühlung» über Erdwärmesonden oder über das Grundwasser (Zwischenkreis) sind dort geeignet, wo lokal eingeschränkt eine Kühlung notwendig oder erwünscht ist sowie die damit verbundenen Luftbewegungen und oft auch Geräusche akzeptabel sind (Leistung: ca. 30 W / m2, bei einer Raumtemperatur über 26 °C).
  • Wird die Aussenluft einer Lüftungsanlage über ein Erdluftregister vorgekühlt, leistet sie so einen Beitrag zur Raumkühlung. Bei den geringen Luftwechselraten der Wohnnutzung ist die Wirkung mit etwa 3 W / m2 jedoch relativ bescheiden. Bei der typischen Klassenzimmernutzung erhöht sich die Leistungsfähigkeit aufgrund der höheren Luftwechselrate auf ca. 15 W / m2, wobei aber auch die internen Lasten deutlich grösser sind.
  • Bei einer Kühlung über die Fussbodenheizung mit Nutzung der «Kälte» aus dem Erdreich über Erdwärmesonden findet gleichzeitig eine durchaus erwünschte Regeneration des Erdreiches statt (Leistung: ca. 10 W / m2, bei einer Raumtemperatur über 26 °C).
  • Im gehobenen Komfortbereich werden Tabs-Systeme (thermoaktives Bauteilsystem, bei dem die Beton-Gebäudemasse aktiv zum Heizen und Kühlen genutzt wird) vermehrt ein Thema werden. Bei den thermoaktiven Bauteilen muss darauf geachtet werden, dass es zu keiner Kondensatbildung an den Oberflächen der Bauteile kommt.
  • Adiabatische Kühlungen (Verdunstungskühlung) und Konzepte mit reversiblem Betrieb einer Wärmepumpe werden in Zukunft vermehrt zur Diskussion stehen – jedoch selten realisiert werden, da sie zu komplex und zu aufwändig im Betrieb sind.

Die Konsequenzen des Klimawandels für die Architektur

Der Klimawandel wird dazu führen, dass Gebäude in der Schweiz im Winter weniger geheizt, im Sommer hingegen stärker gekühlt werden müssen. Die Forschungsarbeit ClimaBau – Planen angesichts des Klimawandels am Institut für Gebäudetechnik und Energie der Hochschule Luzern hat in Zusammenarbeit mit Meteo Schweiz ein Zukunftsszenario simuliert, das aufzeigt, wie sich die Raumtemperaturen von vier real existierenden Gebäuden entwickeln werden, wie sich dies auf ihren Energiebedarf auswirkt und was das für eine zukunftsgerichtete Architektur bedeutet.

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