Die beiden zur InnoVision-Gruppe gehörenden Unternehmen PlanTeam Schwarz, Berlin, und GreenSpleen, Berlin, haben eine Simulation zur Nachtauskühlung eines Bürogebäudes in der Berliner Friedrichstraße durchgeführt. Nach Aussagen der Verfasser belegt diese Simulation eine gute Effizienz dieser natürlichen Gebäudekühlung nicht nur für Passivhäuser und stark gedämmte Gebäude, sondern auch für Bestandsgebäude.
- Die Simulationsparameter
- Zielsetzung der Simulation
- Nachtauskühlung im Bestandsgebäude
- Die Ergebnisse der Simulationen
- Methoden der Nachtauskühlung
In Europa werden im Sommer immer häufiger Spitzentemperaturen erreicht. Das gilt auch für Deutschland, das bisher eigentlich für eher moderate Sommertemperaturen steht. Im Gegensatz zu vielen tropischen oder subtropischen Ländern verfügen daher hier auch nicht alle Gebäude über Klima- oder Raumkühlanlagen. Ein gesteuertes Nachtauskühlungskonzept mit kühler Außenluft kann zu einer natürlichen Gebäudekühlung beitragen. PlanTeam Schwarz und GreenSpleen haben für ein real bestehendes Bürogebäude in der Berliner Friedrichstraße inklusive der Nachbarbebauung zur Evaluation der gebäudetechnischen Parameter unter Berücksichtigung der Bestandssituation die Auswirkungen der Nachauskühlung auch auf angrenzende Etagen über den Zeitraum von einem gesamten Jahr simuliert. Das simulierte Gebäude wurde 1997 fertiggestellt. Es handelt sich um eine Tragkonstruktion in Stahlskelettbau mit Stahlbetondecken.
Die Simulationsparameter
Der Beitrag wurde von PlanTeam Schwarz, Berlin, und GreenSpleen, Berlin, für cci Wissensportal erstellt und von der Redaktion redigiert (Stand April 2023)
cci200408
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Dass eine Nachtauskühlung bei innen vergleichsweise offenen Nutzungen mit einem großen thermischen Problem vergleichsweise kostengünstig zu realisieren ist, wenn das Außenklima stimmt, ist an sich logisch.
Die häufigere Problemstellung in unserem Planungsalltag ist aber, welcher thermische /Komfort-/ökologischer /Betriebskosten-Gewinn ist bei einer freien Nachtauskühlung in einem modernen Neubau zusätzlich zu weiteren geplanten Maßnahmen noch zu erzielen?
In vielen Fällen ist eine personenbezogene Grundlüftung mit konstanter Zuluft, inkl. adiabater Kühlung aus entsprechenden Gründen bereits gesetzt,
in anderen Fällen ist eine BKT/BTA/Flächenheizung mit freier Kühlung über Brunnenwasser oder Geothermiefeld(Wärmeeintrag für eine optimierte Feldgröße benötigt) geplant,
so dass mit entsprechender Verglasung und Sonnenschutz die 26°C nahezu immer nahezu überall eingehalten werden.
Es sind Gebäude mit signifikantem Anteil an Einzelbüros und entsprechenden Zutrittsanforderungen,
– das heißt man hätte zu jedem Büro mindestens 2 Fenster/“Klappen“ mit entsprechenden Folgekosten für MSR, Schnittstellen etc.,
– es muss berücksichtigt sein, dass Insektenschutz, Kanalführung/Zutrittsschutz den Luftstrom entsprechend einschränken.
Wir sind für uns zu dem Schluss gekommen, dass die beiden Sätze im Fazit oben gerade für solche Neubauten stark zu relativieren, und mit einer spezifischen Simulation zu bewerten sind, weil einem ziemlich geringen zusätzlichen thermischen Gewinn relativ hohe Kosten für Aktorik und weitere Installationen gegenüberstehen, die ihrerseits graue Energie beinhalten, so dass fraglich ist, ob die Betriebskostenersparnis den Aufwand zur Herstellung und Installation überwiegt.
Ein großes Problem der Nachtauskühlung in städtischer Bebauung sind Urban Heat Islands ( Städtische Wärmeinseln). Diese sind in den hier verwendeten TRY-Daten für 2045 nicht enthalten, da die Auflösung „nur“ 1 qkm beträgt. Schon heute liegen die Temperaturen in Berlin (Messstelle Alexanderplatz) deutlich über den Werten bei freier Bebauung (Bsp. Flughafen Berlin-Brandenburg). Der Unterschied von bis zu 6 K ist insbesondere zwischen 19:00 Uhr und 5:000 Uhr sichtbar. Also genau dann, wenn die Nachtauskühlung arbeiten soll.
Gleichwohl ist die Nachtauskühlung ein guter Schritt zur (passiven) Kühlung und damit zur gesteigerten Energieeffizienz und Behaglichkeit.