Hohe Temperaturen: Ein kühles Haus inmitten von Hitze
Dieser Trend ist eindeutig, und er verschärft sich: In den 1950er-Jahren stiegen die Temperaturen in Deutschland an durchschnittlich zwei Tagen im Jahr über 30 Grad, zur Jahrtausendwende waren es schon acht Tage. Heute erleben wir jährlich etwa elf Hitzetage. Hitzewellen mitsamt tropischen Nächten von mehr als 20 Grad werden in kommenden Jahren voraussichtlich noch häufiger und intensiver. Von Freude über die warmen Tage kann vielfach nicht mehr die Rede sein. Menschen in Kitas, Schulen und Büros leiden darunter, für Alte oder Kranke sind die hohen Temperaturen lebensbedrohlich.
Das Problem drängt. Kommunen von mehr als 45 000 Einwohnern sind deswegen verpflichtet, neben der Wärmeplanung für die Wintermonate auch Pläne zu erstellen, wie die Bevölkerung vor großer Hitze geschützt werden kann. Bis spätestens 2033 sollen die Kältepläne stehen.
Glücklich darf sich derweil schätzen, wer die Hitzetage in klimatisierten Räumen verbringt. Aktuelle Daten fehlen zwar, doch das Umweltbundesamt schätzt, dass etwa sechs Prozent der Haushalte in Deutschland über eine Klimaanlage verfügen. Bis zum Jahr 2030 dürfte der Anteil auf mindestens acht Prozent anwachsen. Unter den Büro- und Verwaltungsgebäuden wird immerhin schon jedes zweite klimatisiert, insbesondere solche, die seit den 1990er-Jahren gebaut wurden. Wer Umgang mit Kindern hat, weiß allerdings: In Kitas und Schulen muss der Betrieb meistens auch ohne Kühlung funktionieren.
Nicht jedes Haus braucht eine Klimaanlage
Dass der Anteil an klimatisierten Gebäuden in Deutschland deutlich geringer ist als in Ländern wie Spanien, Italien oder den USA, ist laut Bastian Schröter von der Hochschule für Technik in Stuttgart nicht per se problematisch. Zwar werde der Anteil von Häusern mit Kühltechnik auch hier zunehmen, so der Experte für Energietechnik gegenüber dem Science Media Center (SMC), »aber ich sehe aktuell nicht den Trend, dass jedes Haus eine Klimaanlage einbaut. Das ist auch nicht nötig.«
Viele Häuser in Deutschland haben nämlich etwas, was beispielsweise in den USA kaum verbreitet ist: ein hohes Gewicht. In Deutschland werden die meisten Gebäude aus Beton oder Ziegeln errichtet, weniger aus Holz. Je schwerer die Bausubstanz ist – in der Fachsprache spricht man von »thermischer Masse« –, desto träger reagiert sie auf äußere Temperaturänderungen. Wärmespitzen am Tag federt ein Haus mit einer schweren Bausubstanz also stärker ab als ein Haus in Leichtbauweise, und über den Sommer heizt es sich nur allmählich auf. Ein anschauliches Beispiel für die Hitzeresistenz von schweren Gebäuden ist der Kölner Dom, der auch ohne aktive Klimatisierung im Sommer angenehm kühl bleibt. Schröter ist überzeugt: »Ein- und Zweifamilienhäuser in grünen Umgebungen werden in den kommenden 20 Jahren in Deutschland im Allgemeinen gut ohne Klimaanlagen auskommen.«
Abwehr der Sonnenstrahlen
Damit die thermische Masse eines Hauses ihre kühlende Wirkung über den Sommer möglichst lange bewahrt, bedarf es der menschlichen Kooperation. Wärme wird vor allem in Form von Sonnenstrahlen über Fenster, Dach und Wände ins Haus übertragen. Bewohnerinnen und Bewohner sollten alle Mittel nutzen, um dies zu verhindern, etwa indem sie Rollläden und Jalousien herunterlassen oder – mit etwas Vorbereitung – spezielle Sonnenschutzverglasung einsetzen und in den kühleren Nacht- und Morgenstunden lüften. Laut dem Gebäude- und Raumklimatechniker Dirk Müller von der RWTH Aachen kann nächtliches Lüften das Gebäude um drei bis fünf Grad herunterkühlen. Gegen den Wärmeeintrag über die Wand hilft alles, was von außen Schatten auf das Haus wirft, zum Beispiel Bäume, insbesondere aber an die Fassade montierte Verschattungssysteme.
Auch die Begrünung von Fassaden und Dächern senkt die Temperaturen an der Gebäudehülle, allerdings trägt diese Maßnahme Müller zufolge nur einen sehr kleinen Beitrag zur Kühlung bei. Ein angenehmer Nebeneffekt sei immerhin, dass Begrünung auch das Umfeld kühlt, was besonders in dicht bebauten Lagen zum Tragen kommt.
»Für die sommerliche Kühlung ist Dämmung allein also weniger wirksam als oft angenommen«Dirk Müller, Gebäude- und Raumklimatechniker
Missverständnisse ranken sich um die Wirkung von Hausdämmungen an heißen Tagen. Häuser werden gedämmt, um den Heizwärmebedarf im Winter zu senken. Gegen Hitze hilft die Dämmung aber nur bedingt, nämlich nur dann, wenn es draußen dauerhaft wärmer ist als im Haus. Das ist in der Regel tagsüber der Fall. Nachts, wenn das Haus herunterkühlen soll, hindert die Dämmung die Wände, ihre gespeicherte Wärme an die Umgebung abzugeben. Auch Wärme von internen Wärmequellen – Menschen, Licht oder Maschinen – verbleibt so länger im Gebäude. »Für die sommerliche Senkung der Kühllast ist Dämmung allein also weniger wirksam als oft angenommen«, sagt Müller gegenüber dem SMC. Für Gebäude, in denen viel Wärme entsteht, wirke sie sogar kontraproduktiv, wenn sie nicht mit einer optimierten Lüftungsstrategie kombiniert werde.
Wärmepumpen, die rückwärts laufen
Wer in einem gedämmten Gebäude lebt, verfügt aber häufig auch über eine Wärmepumpe – und die kann sehr effizient für kühlere Luft sorgen. Je nach Fabrikat und Ausführung kann sie nämlich in einen Kühlmodus schalten. Der Kühlmittelkreislauf in der Wärmepumpe läuft dann – im Vergleich zum Heizbetrieb – rückwärts und stellt so kaltes Wasser bereit, das durch die Heizkörper strömt. Besonders effektiv funktioniert das über Flächenheizkörper, also große Wand- oder Fußbodenheizungen. Bei konventionellen Heizkörpern ist dagegen Vorsicht geboten, denn an Rohren und Heizkörpern kondensiert hier leicht die Luftfeuchte, sobald die Wassertemperatur unter circa 12 bis 17 Grad sinkt. Dann kann es in die Wohnung tropfen, oder es bilden sich sogar Pfützen, was zu Feuchteschäden führen kann, beispielsweise am Putz von Wänden. Flächenheizkörper kontrollieren hingegen automatisch, dass die Vorlauftemperatur nicht unter den Taupunkt sinkt. Für die Kühlung mit konventionellen Heizkörpern sollte man Dirk Müller zufolge entweder die Leitungen dämmen oder höhere Vorlauftemperaturen akzeptieren, wodurch die Kühlung dann aber nicht mehr ganz so stark ausfällt. »Über reversible Wärmepumpen wird man ein Gebäude nicht von 35 auf 22 Grad Celsius herunterkühlen können«, sagt Bastian Schröter. »Ein paar Grad weniger sind aber machbar.«
Besonders interessant sind Wärmepumpen, wenn sie an Erdwärmesonden gekoppelt sind. Diese holen im Winter Wärme aus der Tiefe zum Heizen und kühlen so den Untergrund etwas herunter, der üblicherweise zwischen 10 und 14 Grad warm ist. Im Sommer könnte die Kälte aus dem Boden zur Wohnraumkühlung eingesetzt werden, während die häusliche Überschusswärme direkt in die tiefe Bodenschicht übertragen wird – als Vorrat für den Winter.
In Städten hilft kurzfristig nur die Klimaanlage
Doch trotz allen guten Rats, wie man Gebäude vor Hitze schützen kann, bleibt die Tatsache: Sehr viele Menschen leiden heute unter Hitzewellen, und ihnen fehlen Orte, die sie vor den hohen Temperaturen schützen. Besonders gravierend ist das Problem in städtischen Regionen, die dicht bebaut sind und wo Böden versiegelt sind. Luft- und Oberflächentemperaturen sind hier deutlich höher als im Umland. »Aus gesundheitlicher Sicht – insbesondere für ältere Menschen, Kleinkinder und kranke Personen – ist der Schutz vor Hitze in Wohnräumen zunehmend ein Grundversorgungsproblem«, sagt Dirk Müller, »und kein reines Komfortthema.«
Über den verstärkten Einbau von Klimaanlagen könnten Gebäude kurzfristig an steigende Temperaturen angepasst werden. Gerade die kostengünstigen Split-Klimageräte mit getrenntem Innen- und Außengerät stören allerdings nicht nur die Gebäudeästhetik, sondern auch die Nachbarn, denn ihre eingebauten Ventilatoren erzeugen Geräusche. Und sie erhöhen die Umgebungstemperatur in dicht besiedelten Gebieten noch weiter.
Ein viel geeigneteres Mittel, um urbane Quartiere hitzefest zu machen, ist nach Ansicht vieler Expertinnen und Experten eine stille Form der Kühlung, die Fernkälte. Wärmenetze, die in vielen Städten und Regionen bestehen und derzeit weiter ausgebaut werden, könnten über ihre kilometerlangen Leitungen nicht nur im Winter für warme Heizungen sorgen, sondern im Sommer auch kühles Wasser in die Wohnungen transportieren. Bereitgestellt würde die Kälte beispielsweise über große Wärmepumpen, die das Wasser über natürliche Wärmesenken wie Flüsse oder den Boden kühlen.
Größere Gemeinden müssen die nötige Infrastruktur dafür über die derzeit laufende Wärmeplanung abdecken. Für den Kühlungsplan haben sie allerdings fünf Jahre mehr Zeit als für die Planung der Wärmeversorgung, weswegen nun vielerorts Wärmenetze geplant werden, ohne die Kälteversorgung systematisch mitzudenken. Eine vertane Chance, findet Dirk Müller. »Gerade in Ballungsgebieten bieten kalte Wärmenetze die Möglichkeit, beide Anforderungen – Heizen und Kühlen – in einer gemeinsamen Infrastruktur effizient zu lösen.« Indem man sich zunächst nur auf die Wärme konzentriert, bestehe für viele Menschen der Anreiz, schon bald ein Klimagerät zu beschaffen. »Eine integrierte Quartierlösung über kalte Netze wäre hier städtebaulich wie energetisch klar überlegen.«
Klimaanlagen stabilisieren das Stromnetz
Besonders zum Schutz von vulnerablen Gruppen bleibt vorerst aber oftmals keine andere Möglichkeit als die Kühlung per Klimagerät. Zu diesem Personenkreis zählen Menschen in Alten- und Pflegeheimen, Krankenhäusern und Kindertageseinrichtungen, aber auch Schulen und Arbeitsstätten sowie Dachgeschosswohnungen sind betroffen.
»Klimaanlagen werden in der Öffentlichkeit oft zu negativ wahrgenommen«Bastian Schröter, Energietechniker
Der Energietechniker Bastian Schröter sieht kein Problem in dieser Art der Klimatisierung. »Klimaanlagen werden in der Öffentlichkeit oft zu negativ wahrgenommen. Genau wie Wärmepumpen arbeiten Klimaanlagen aber hocheffizient.« Mit Blick auf den Energiebedarf verweist er darauf, dass sie die Temperaturen oft nur um weniger als zehn Grad senken müssen. Die Temperaturdifferenz ist also viel kleiner als bei Wärmepumpen, die im Winter Räume beheizen. Zudem werde die Kühlleistung vor allem dann gebraucht, wenn ohnehin viel, teilweise auch zu viel, Strom aus Photovoltaikanlagen im Netz ist. Für einzelne bewölkte Stunden könnten Batterien inzwischen genug Strom zwischenspeichern. »Klimaanlagen klimaneutral zu betreiben, ist meines Erachtens damit heute eine lösbare Aufgabe.« In Altenheimen, Kitas oder städtischen Dachgeschosswohnungen sollte man das Kühlen mit Klimaanlagen daher nicht verteufeln, sondern nutzen.
Klimaanlagen könnten sogar helfen, das Stromnetz zu stabilisieren, wenn sie beispielsweise Gebäude bei einem Stromüberschuss auf 20 Grad kühlen, bei Stromknappheit aber nur auf 26 Grad. »In den Vereinigten Staaten ist es bereits üblich, dass Netzbetreiber Rabatte gewähren, wenn sie auf Klimaanlagen zugreifen können.«
Und noch in weiterer Hinsicht könnten wir von anderen Ländern lernen, nämlich im Städtebau. In alten norditalienischen Städten wie Bologna oder Verona stehen hohe Gebäude oft eng aneinander und verschatten sich so gegenseitig – ganz im Gegensatz zu unseren Städten. Doch klar ist auch: In diesem Sommer wird uns diese langfristige Maßnahme nicht über die Hitzewelle retten.
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