Hitzewellen werden in Deutschland wohl zunehmen. Wenn es draußen heiß ist, hitzt es sich auch in Gebäuden auf. Weil der Schaden, den Klimaanlagen am Klima verursachen, wohl größer ist als ihr Nutzen, stellt sich die Frage: Welche Möglichkeiten gibt es, ein erträgliches Raumklima zu schaffen?
Deutschland stöhnte gerade mal wieder unter einer Hitzewelle. Und wird das in Zukunft wohl noch häufiger tun. Eine Forscherin des Climate Service Center in Hamburg teilte gerade erst mit, dass im Oberrheingraben bis Mitte des Jahrhunderts im Sommer Temperaturen von 45 Grad und mehr zu erwarten seien. Die Frage, wie ein kühles Raumklima geschaffen werden kann, gewinnt daher für die Gebäudeplanung an Relevanz. Längst gibt es erfolgreiche Ansätze, Gebäude auch ohne den Einsatz von Klimaanlagen zu kühlen.
Schon einfache Maßnahmen können hilfreich sein
„Zunächst mal gibt es eine Reihe relativ einfacher Maßnahmen, die darauf abzielen, die direkte Sonneneinstrahlung möglichst gering zu halten“, sagt Andreas Wagner von der Fakultät für Architektur am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Wagner beschäftigt sich schon seit langem mit der Frage, welche baulichen Maßnahmen ein kühleres Gebäudeklima begünstigen können. Angesichts der erwarteten Zunahme von Hitzewellen ein Thema, das an Relevanz gewinnt.
„Da sind zunächst Dinge wie die Verdunkelung der Fenster mit außen angebrachten Rollläden und Jalousien, um die Sonneneinstrahlung reduzieren“, erklärt Wagner. Mit Sonnensegeln und Markisen könnte eine zusätzliche Schattenwirkung erzielt werden, die Fenster wie auch andere Oberflächen des Gebäudes kühle und die sogenannte Wärmelast zumindest reduziere.
Nächtliches Lüften stößt an seine Grenzen
„Natürlich erwärmt sich während einer Hitzeperiode die Gebäudemasse dennoch und das wird früher oder später auch im Inneren spürbar”, erklärt Wagner. Eine klassische Möglichkeit zur passiven Kühlung sei die Nachtlüftung. Deren Prinzip beruht schlicht auf Luftaustausch: Kühle Nachtluft strömt ins Gebäudeinnere und führt die Hitze aus Räumen und Wänden ab.
Das Konzept funktioniert grundsätzlich in jeder Wohnung, in der durch Lage der Räume ein Luftzug entstehen kann. Also dann, wenn Räume und Fenster zu verschiedenen Himmelsrichtungen ausgerichtet sind. Gerade in größeren und gewerblich genutzten Gebäuden könnten spezielle Lüftungsfenster installiert werden und technische Steuerungen zur Nachtlüftung. Das große Manko des Prinzips: Es funktioniert nur, wenn sich die Luft nachts stark genug abkühlt. „Und da geraten wir immer öfter an die Grenzen”, erklärt Wagner.
Denn in Sommernächten fällt die Temperatur immer öfter nicht mehr tief genug für natürliche Abkühlung. Der Einsatz von Ventilatoren, besonders von solchen, die an der Decke angebracht sind, sei dann eine Möglichkeit, um das subjektive Klimaempfinden positiv zu beeinflussen. „Die Luftbewegung führt die Hitze vom Körper ab, was das Wohlbefinden erhöht“, beschreibt Wagner und ergänzt: „Es ist in jedem Fall sinnvoll, alle passiven Maßnahmen auszuschöpfen, die ein Bewohner selbst und ohne größeren Aufwand steuern kann.“
Helle Gebäude sind gut - Dachbegrünung auch
Darüber hinaus lassen sich Gebäude von vornherein auch so planen, dass die Hitzeentwicklung gering bleibt. Dabei gilt grundsätzlich: Große Fensterflächen nach Norden ausrichten, der Sonne auf der Südseite möglichst wenig Angriffsfläche lassen. Dämmmaterial besser außen aufbringen und lange Dachüberstände einplanen.
Je heller die Farbe eines Gebäudes, desto weniger Licht nimmt es auf - und bleibt dementsprechend kühler. Positive Effekte erzielen zudem Dach- und Fassedenbegrünung, deren großflächiger Einsatz auch das Mikroklima in Stadtvierteln und Siedlungen verbessern könnte.
Mit dem Gebäude ins Erdreich
Ein weiterer Ansatz in der Architektur sei, Erdreich an Gebäuden aufzuschütten oder Gebäudeteile, zum Beispiel im Fall einer Hanglage, teils in die Erde zu legen, erklärt Wagner. Er hat zudem positive Erfahrungen mit der sogenannten Betonkernaktivierung gemacht. Sie sei besonders für Wohn- und Bürogebäude eine interessante Möglichkeit zur passiven Gebäudekühlung.
In massive Bauteile, vorzugsweise in Betondecken, werden Kunststoffrohre integriert, in denen ein Wasserkreislauf zirkuliert. Er ist über Sonden mit dem Erdreich verbunden, das in Tiefen von 50 bis 100 Metern eine Temperatur zwischen 12 und 15 Grad aufweist und an das er deshalb Wärme abgeben kann.
Die in der Decke gespeicherte Wärme aus dem Raum wird an das Wasser abgegeben und über die Sonden ins Erdreich abgeleitet. Im Winter lässt sich der Prozess auch umkehren. Die im Erdreich gespeicherte Wärme kann dann mithilfe einer Wärmepumpe zur Heizung des Raumes über die Decke genutzt werden. „Grundsätzlich lässt sich das System bei Verwendung von Kapillarrohrmatten auch in bereits bestehende Bausubstanz integrieren, wenn auf dem Grundstück Platz zum Bohren von Sonden ist“, erklärt Wagner.
Ventilator im Stuhl, Kühlweste am Leib
Davon abgesehen gebe es in der Wissenschaft gerade ein Trend, nicht die Kühlung ganzer Gebäude in den Fokus zu rücken. Sondern nach Möglichkeiten zu suchen, nur die unmittelbare Umgebung der Bewohner zu regulieren. So gebe es Stühle, deren Lehnen mit kleinen Ventilatoren bestückt seien, sagt Wagner. Oder die Idee, Kühlwesten am Körper zu tragen, die unabhängig vom Raumklima für Erfrischung sorgen könnten. „Inwiefern sich solche Dinge am Markt durchsetzen würden, ist allerdings schwierig zu prognostizieren.“
