Gebäude nachhaltig kühlen
Heizen ist das eine, Kühlen das andere Thema, das bei immer heisseren Sommern zunehmend in den Vordergrund rückt. Welche Möglichkeiten gibt es und vor allem: Wie nachhaltig sind sie?
Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) schätzt, dass sich die Zahl der Klimaanlagen in privaten Haushalten in der Schweiz bis 2050 verdoppeln könnte. Das hat einen grossen Einfluss auf das gesamte Energiesystem, insbesondere auf den Stromverbrauch. Nachhaltiges Kühlen ist also gefragt.
«Das ist bei Neubauten einfacher zu realisieren als bei einer Sanierung», erklärt Benjamin Saxer, Fachspezialist für erneuerbare Energien bei der TCA Thermoclima AG, einem schweizweit führenden Vertreiber von Klimasystemen und Wärmepumpen.
Dämmen mit sommerlichem Wärmeschutz
«Ein guter Wärmeschutz beginnt eigentlich schon bei der Dämmung», erklärt der Experte weiter. «Im Idealfall wird die Wärmedämmung aus Glas- oder Steinwolle durch einen sommerlichen Wärmeschutz ergänzt. Hier kommen beispielsweise Holzfaserdämmplatten zum Einsatz. Das ist sowohl bei Neubauten als auch bei Sanierungen möglich und eine sinnvolle Möglichkeit, Hitze abzuhalten.»
Eine andere Möglichkeit zur umweltbewussten Gebäudekühlung sind Wärmepumpen in Kombination mit Solarstromanlagen. Geeignet sind reversible Sole-Wasser- und Luft-Wasser-Wärmepumpen. Ist eine reversible Nutzung der Wärmepumpen nicht vorgesehen, ist eine Nachrüstung zwar oft möglich, aber in der Regel aufwendig. Ausserdem muss die Steuerung die Kühlfunktion regeln können.
Reversible Wärmepumpen funktionieren wie folgt: Im Winter wird dem Erdreich oder der Luft Energie entzogen und über die Wärmepumpe an Fussbodenheizung oder Heizkörper abgegeben.
Bei Sole-Wasser-Wärmepumpen kann im Sommer die Kühle aus dem Erdreich zum Kühlen des Gebäudes genutzt werden. Die Wärmepumpe selbst muss dabei nicht laufen, sondern nur die Umwälzpumpen. Wir sprechen von Freecooling. So wird die Sonde im Sommer auch zum Teil regeneriert. Mit einer reversiblen Luft-Wasser-Wärmepumpe kann im Sommer aktiv gekühlt werden.
Eine Flächenheizung wie eine Fussbodenheizung ist dabei Voraussetzung. Normale Heizkörper sind nicht geeignet, ausser es werden Klimakonvektoren eingesetzt. Generell ist beim Kühlen darauf zu achten, dass die Vorlauftemperaturen über dem Taupunkt liegen, da es sonst zu einer Kondensatbildung (Feuchtigkeit) in Fussboden, Heizkörpern und Rohren kommt.
Kühldecke ergänzt Fussbodenheizung
Immer häufiger werden Kühldecken erstellt, da die kühlende Wirkung einer Decke in der Regel als angenehmer empfunden wird als ein kalter Fussboden. Der Einbau ist jedoch oft nur in Neubauten möglich.
Insgesamt sind die Möglichkeiten, ein bestehendes Gebäude zu kühlen, also eingeschränkt. Was bleibt, sind klassische Klimageräte, die zum Beispiel zur Kühlung einzelner oder mehrerer Räume – etwa eines Dachgeschosses – eingesetzt werden. Von Einzel- oder Multisplitgeräten spricht man, wenn ein oder mehrere Innengeräte wie zum Beispiel Wand- oder Deckengeräte mit einem Aussengerät, der Verflüssigungseinheit, verbunden sind. Solche Systeme sind in vielen Fällen bewilligungspflichtig.
Funktion der Klimageräte
Bei einem Klimagerät saugt der Ventilator der Inneneinheit die warme Raumluft an. Durch die Wärmeaufnahme verdampft das im Wärmetauscher (Verdampfer) vorhandene Kältemittel. Das nun gasförmige Kältemittel wird durch den Kompressor in der Ausseneinheit angesaugt und verdichtet. Die Abwärme gelangt dann über den Wärmetauscher der Ausseneinheit (Verflüssiger) an die Aussenluft, das Kältemittel wird wieder in den flüssigen Aggregatzustand gebracht und kann durch Expansion und Wärmezufuhr erneut zur Kühlung verwendet werden. Dieser Kreisprozess kann beliebig fortgesetzt werden.
Multisplitanlagen funktionieren genau gleich. Der Unterschied besteht darin, dass mehrere Innengeräte an ein Aussengerät angeschlossen sind.
Klimaanlagen aus ökologischer Sicht
Bei Klimaanlagen spielen aus Umweltsicht zwei Dinge eine Rolle: zum einen das Kältemittel, zum anderen der Stromverbrauch. Um Umweltschäden zu minimieren, haben viele Länder strengere Vorschriften für den Umgang mit Kältemitteln erlassen, und moderne Klimaanlagen verwenden in der Regel umweltfreundlichere Kältemittel mit geringerem Ozonabbau- und Treibhauspotenzial als früher, trotzdem bleibt das Kältemittel ein Streitpunkt. Wichtig zu betonen ist dabei, dass bei dichten Anlagen kein Kältemittel in die Umwelt gelangt und dieses am Ende des Lebenszyklus der Anlage fachmännisch entsorgt werden kann und muss.
Kritisch ist ausserdem der Stromverbrauch. Es sei denn, die Klimaanlage ist mit einer Photovoltaikanlage gekoppelt, deren Stromproduktion sich gut mit dem Kühlbedarf deckt: Dieser ist nämlich dann besonders hoch, wenn die Photovoltaikanlage auf Hochtouren läuft.
Trotzdem sollten aus ökologischer Sicht immer zuerst passive Kühlmethoden wie Verschattung durch Storen und Markisen, Fassaden- und Dachbegrünung sowie Nachtauskühlung durch Querlüftung oder Freecooling ausgeschöpft werden.