Gebäudetechnik 11.11.2005, 18:41 Uhr

Durchdachtes Kühlen kann Energie und Kosten sparen  

VDI nachrichten, Saarbrücken, 11. 11. 05 – In industriellen Fertigungsprozessen ist es schwierig, die benötigte Kälte ohne Einsatz von Kältemaschinen herzustellen. Ganz anders sieht es bei Bürogebäuden aus. Dort können Unternehmen durch Nutzung alternativer Kühlmöglichkeiten statt elektrischer Kühlanlagen viel Energie und Geld einsparen.

Das Kühlen stellt angesichts der aktuellen hohen Energiepreise für Unternehmen einen Kostenfaktor dar, der zunehmend an Bedeutung gewinnt. Dabei gibt es zunächst prinzipielle Unterschiede zwischen der Bereitstellung von Prozesskälte (Fertigungsprozesse u. ä.) und der Bereitstellung von Klimakälte etwa in Bürogebäuden.

„Für Kühlprozesse im industriellen Bereich ist es je nach Anwendung, zum Beispiel bei Temperaturen unter 0 °C, schwierig, über alternative Methoden Kälte bereitzustellen, wenn auch über die Kombination Solar und Absorptionskältemaschine dies prinzipiell möglich ist“, meint Ralf Cavelius vom Bereich Energiesystemtechnik des Saarbrücker Instituts für ZukunftsEnergieSysteme (IZES). Cavelius schätzt, dass in derartigen Fällen das Angebot u. a. aufgrund klimabedingter Abhängigkeiten nicht immer den technischen Anforderungen im industriellen Bereich genügen kann. Er warnt aber gleichzeitig vor Pauschalierungen, denn es gibt immer wieder Anwendungsfälle, in denen natürliche Wärmesenken genügen, um eine Prozesskühlung zu erreichen.

Ganz anders als in industriellen Fertigungsprozessen sieht die Lage bei der Kühlung von Bürogebäuden aus. Dort können Unternehmen durch Nutzung alternativer Kühlmöglichkeiten statt herkömmlicher elektrischer Kühlanlagen große Energieeinsparpotenziale nutzen. Prinzipiell ist es heute möglich in optimierten Bürogebäudekonzepten auf aktive, elektrisch betriebene Kühlsysteme (Kompressionskältemaschinen) zu verzichten.

Alternative Kühltechnologien können z. B. die Ausnutzung der Nachtkühlung, Erdreichkälte, Verdampfungskühlung u. a. sein. Voraussetzung hierfür ist allerdings ein durchdachtes im Hinblick auf die Energieeffizienz optimiertes Gebäude. Dies kann unter Berücksichtigung einer hohen thermischen Qualität des Baukörpers sowie geeigneter Maßnahmen zur Vermeidung äußerer Lasten durch Sonnenbestrahlung in Verbindung mit einem gleichzeitig hohen Tageslichtausnutzungsgrad ermöglicht werden und somit zu einem erheblich reduzierten Kältebedarf führen.

Der Vorteil energieoptimierter Gebäude liegt neben der Minimierung der Kühllast in einer gleichzeitigen Minimierung des Wärmebedarfs sowie des Strombedarfs für die Beleuchtung. Gerade der Kühlleistungsbedarf eines Gebäudes wird oft vernachlässigt – Szenarien wie Stromausfälle aufgrund zu hoher Stromspitzen in den Sommermonaten in den USA, aber auch in Europa setzen jedoch zusehends den Fokus auf eine Reduzierung des Kühlenergiebedarfs bzw. rufen nach alternativen Methoden.

Im energieoptimierten Bürogebäude wird der noch verbleibende Kältebedarf mit so genannten passiven bzw. hybriden Kühlsystemen in einem auch für die Nutzer akzeptablen Rahmen abgeführt. Der Energiebedarf solcher Gebäude wird somit konsequent minimiert. So liegt z. B. der Primärenergiebedarf eines klimatisierten Standard-Bürogebäudes bei ca. 235 kWh pro 1 m2 Bruttogeschossfläche und Jahr für Klimatisieren, Belüftung und Beleuchtung, Heizung und Warmwasserbereitung sowie Technik. Dieser Energiebedarf kann beim Niedrigenergie-Bürogebäude um ca. 50 % und schließlich beim optimierten Passiv-Bürogebäude noch weiter gesenkt werden. Im nicht klimatisierten Passiv-Bürogebäude, was unter Komfortgründen realisierbar ist, kann sogar ein Wert von 67 kWh pro 1 m2 Bruttogeschossfläche und Jahr erreicht werden. PASCAL WITRY

Von Pascal Witry

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