Hitzewellen: Wie können Gebäude effizient gekühlt werden?

„Sommerliche Überhitzung in Gebäuden entsteht vor allem durch Sonneneinstrahlung über Fenster, Wärmeeinträge über das Dach und die Außenwände, warme Außenluft sowie interne Wärmequellen. Deshalb sollte der Fokus zunächst auf der Vermeidung von Wärmeeinträgen liegen. Im Gebäudebestand sind insbesondere außenliegende Verschattungssysteme, eine Verbesserung der Gebäudehülle sowie Begrünung wirksame Maßnahmen gegen sommerliche Überhitzung. Im Neubau können darüber hinaus die Gebäudeausrichtung, Fensterflächen und die thermische Speichermasse von Beginn an optimiert werden.“

„Auch einfache Verhaltensmaßnahmen können einen wichtigen Beitrag leisten, etwa das rechtzeitige Schließen von Rollläden oder Jalousien vor direkter Sonneneinstrahlung sowie das Lüften in den kühleren Nacht- und Morgenstunden.“

„Technische Kühlung sollte möglichst erst dort zum Einsatz kommen, wo die Potenziale des baulichen und verhaltensbezogenen Hitzeschutzes nicht ausreichen. Mit zunehmenden Hitzewellen wird der Bedarf an Kühlung zwar steigen, daraus folgt aber nicht, dass alle Gebäude klimatisiert werden sollten. Priorität sollte zunächst ein wirksamer sommerlicher Wärmeschutz haben.“

„Die geeignete Kühltechnologie hängt stark vom Gebäudetyp und der vorhandenen Infrastruktur ab. In Neubauten und sanierten Gebäuden mit Flächenheizungen – wie Fußbodenheizungen – bieten Wärmepumpen, insbesondere Erdwärmepumpen, die Möglichkeit einer sehr effizienten Kühlung. Für dicht bebaute Quartiere mit einem hohen Kältebedarf pro Fläche können kalte Wärmenetze oder Fernkälte interessante Lösungen sein. Dezentrale Klimageräte werden insbesondere dort relevant bleiben, wo Gebäude kurzfristig an steigende Temperaturen angepasst werden müssen oder keine anderen Optionen verfügbar sind.“

„Für Kommunen sollte die Vermeidung von Hitzebelastung Priorität haben. Dazu gehören insbesondere mehr Stadtgrün, Verschattung, Entsiegelung, die Sicherung von Frischluftkorridoren sowie eine hitzeangepasste Gebäude- und Quartiersplanung. Dabei kann Deutschland auch von den Erfahrungen vieler Städte in wärmeren Klimaregionen lernen, in denen Hitzeschutz, Verschattung und klimaangepasste Stadtgestaltung seit langem fester Bestandteil der Stadtentwicklung sind.“

„Schätzungen zufolge verfügen in Deutschland derzeit nur etwa fünf bis zehn Prozent aller Wohngebäude über eine aktive Kühltechnik – deutlich weniger als in südeuropäischen Ländern wie Spanien oder Italien mit 50 bis 70 Prozent oder auch als in Japan oder den USA. Im Nichtwohngebäudebereich – wie bei Büros, Krankenhäusern, Rechenzentren und Handel – liegt der Anteil höher, insbesondere wegen Prozesskühlbedarf und hohen internen Lasten, also Wärmequellen.“

„Die Klimaprojektionen für Deutschland sind eindeutig: Die Anzahl der Hitzetage mit einer maximalen Temperatur über 30 Grad Celsius und Tropennächte mit einer minimalen Temperatur über 20 Grad Celsius wird bis 2050 deutlich zunehmen, besonders in urbanen Wärmeinseln (städtische Gebiete, in denen durch Bebauung und Versiegelung in der Regel deutlich höhere Luft- und Oberflächentemperaturen bestehen als im umliegenden, weniger bebauten Umland; Anm. d. Red.). Aus gesundheitlicher Sicht – insbesondere für ältere Menschen, Kleinkinder und kranke Personen – ist der Schutz vor Hitze in Wohnräumen zunehmend ein Grundversorgungsproblem und kein reines Komfortthema.“

„Darüber hinaus ist zu erwarten, dass der Kühlbedarf auch in Neubauten steigt, obwohl diese gut gedämmt sind: Hohe Komfortansprüche der Nutzer spielen eine zunehmende Rolle, und die flächendeckende Fahrzeugklimatisierung hat Kühlung als selbstverständlichen Standard der Technik etabliert – eine Erwartungshaltung, die sich auf Gebäude überträgt.“

„Besonders bei Nichtwohngebäuden mit hohen internen Lasten – also beispielsweise Personen, Geräte oder Beleuchtung – kann eine verbesserte Dämmung den Kühlbedarf sogar verschärfen: Wärme, die tagsüber erzeugt wird, kann nachts weniger gut über die Gebäudehülle abgegeben werden. Die Gebäudehülle muss daher optimal auf beide Anforderungen – Heizen im Winter und Kühlen im Sommer – abgestimmt werden, was einen integrierten Planungsansatz erfordert und nicht allein durch die Optimierung des winterlichen Wärmeschutzes gelingt.“

„Gebäude mit hohen internen Lasten sollten dabei bereits heute grundsätzlich mit Kühlung ausgestattet werden. Dort kann eine Überhitzung schon im Frühjahr – und nicht erst im Hochsommer – auftreten. Ein prägnantes Beispiel sind Klassenräume: Ohne maschinelle Lüftung und Kühlung weisen diese Räume selbst bei moderaten Außentemperaturen zu hohe Raumtemperaturen und eine schlechte Luftqualität auf – mit erheblichen Folgen für Lernfähigkeit und Gesundheit der Schülerinnen und Schüler sowie Lehrerinnen und Lehrer.“

„Eine plausible Zielgröße aus Sicht des öffentlichen Gesundheitsschutzes wäre, dass mittelfristig – also zwischen 2040 und 2050 – mindestens 30 bis 50 Prozent der Wohngebäude über passive und aktive Kühlmöglichkeiten verfügen sollten, mit Schwerpunkt in den Städten. Für Nichtwohngebäude mit relevanten internen Lasten sollte der Anteil deutlich höher liegen. Außenliegender Sonnenschutz kann den sommerlichen Wärmeeintrag durch solare Strahlung um 60 bis 80 Prozent reduzieren. Die maschinelle Nachtlüftung kann die Raumtemperatur in gut gedämmten und mit thermischer Masse ausgestatteten Gebäuden um drei bis fünf Grad Celsius senken. Eine freie Nachtlüftung ist ebenfalls möglich, sofern dies versicherungstechnisch zulässig ist und stets mit einem Insektenschutz kombiniert wird.“

„Begrünung – also Fassaden- und Dachbegrünung – senkt Oberflächentemperaturen und leistet damit auch einen sehr kleinen Beitrag zur Gebäudekühlung. In dicht bebauten Lagen wird dadurch allerdings zusätzlich ein Beitrag zur Kühlung des Umfelds geleistet. Wichtig ist, dass eine verbesserte Wärmedämmung primär den Heizwärmebedarf reduziert. Bei Kühlung hilft sie nur, wenn die Außentemperatur dauerhaft über der Innentemperatur liegt – was nachts in der Regel nicht der Fall ist. Für die sommerliche Kühllastreduzierung ist Dämmung allein also weniger wirksam als oft angenommen. Bei Gebäuden mit hohen internen Lasten kann sie, wie oben beschrieben, sogar kontraproduktiv wirken, wenn sie nicht mit einer optimierten Lüftungsstrategie kombiniert wird.“

„Reversible Wärmepumpen sind für Einfamilienhäuser und kleine Mehrfamilienhäuser mit Flächenheizsystemen – also Fußboden- oder Wandheizung beziehungsweise -kühlung – besonders geeignet. Die passive Kühlung – also die Umkehr des Sole-Kreislaufs ohne Kompressorarbeit – erfordert Flächensysteme und ist sehr effizient. Aktive Kühlung ist auch mit klassischen Heizkörpern möglich, erfordert aber eine Taupunktüberwachung (verhindert, dass sich Kondenswasser bildet; Anm. d. Red.) und es werden nur sehr kleine Kühlleistungen erreicht. Spezielle Gebläsekonvektoren als Ersatz für Heizkörper können höhere Kühlleistungen erreichen.“

„Split-Klimageräte oder Multi-Split-Systeme – also Klimaanlagen mit getrenntem Innen- und Außengerät – sind universell einsetzbar und kostengünstig in der Installation, aber energetisch weniger effizient als Systeme mit Flächenkühlung. Sie sind geeignet für Bestandsgebäude ohne Flächenheizung, in denen eine Nachrüstung aktiver Kühlung über die Heizungsanlage nicht möglich ist. Durch die Außengeräte wird die Wärme an die Umgebung abgegeben. Durch die eingesetzten Ventilatoren und Kompressoren kann es zu Geräuschbelästigungen kommen. Auch hier sollte, wie bei Außenluftwärmepumpen, die Wahl auf möglichst leise Geräte fallen.“

„Wärmenetze beziehungsweise ‚District Cooling‘ ist besonders geeignet für dichte urbane Quartiere, Büro- und Gewerbegebäude, Kliniken oder Hochschulen. Die Erzeugung erfolgt zentral – etwa mit Kältemaschinen, Freikühlsystemen, Seewasser- oder Grundwasserkühlung – und wird über Leitungen verteilt. Vorteilhaft ist die hohe Systemeffizienz durch Lastdiversität und zentrale Optimierung der Kälteerzeugung. Außerdem braucht es kein Außengerät an jedem Gebäude und die Nutzung von Abwärme für eine Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung ist möglich. Besondere Erwähnung verdienen hier die Wärmenetze der fünften Generation (5GDHC – Fifth Generation District Heating and Cooling): Anders als klassische Wärmenetze transportieren diese bidirektionalen Niedertemperaturnetze Wärme und Kälte gleichzeitig und ermöglichen eine direkte Wärmeverschiebung zwischen Gebäuden. So kann die Abwärme eines Gebäudes, das im Sommer oder in der Übergangszeit gekühlt wird – etwa ein Bürogebäude mit hohen internen Lasten –, unmittelbar zur Beheizung eines benachbarten Gebäudes mit Heizbedarf genutzt werden, etwa eines Altbaus oder eines Hallenbades. Diese Kopplung reduziert den Primärenergiebedarf des Gesamtsystems erheblich und macht das Netz zu einer effizienten Plattform für die sektorübergreifende Nutzung von Umwelt- und Abwärme.“

„Geothermische Quellen wie Grundwasser oder Erdwärmesondenfelder bieten ganzjährig etwa 10 bis 14 Grad Celsius und ermöglichen eine sehr effiziente passive oder aktive Kühlung. Geeignet sind sie für Neubauten sowie Sanierungen mit verfügbarer Fläche für Erdsondenfelder (Erdsonden sind Systeme, die über ein Bohrloch Wärme aus dem Erdreich aufnehmen oder an dieses abgeben; Anm. d. Red.). Besonders attraktiv ist der saisonale Ausgleich: Wärme, die im Sommer in den Boden abgeführt wird, steht im Winter für die Heizung zur Verfügung (regenerative Geothermie, BTES – Borehole Thermal Energy Storage). In bestehenden urbanen Gebieten ist die verfügbare Fläche oft limitierend.“

„Die thermische Bauteilaktivierung ist für Büroneubauten und Schulen besonders geeignet. Dabei nutzt die Betonkerntemperierung die thermische Masse der Gebäudestruktur, um Lasten zeitlich zu verschieben und Spitzen zu kappen. Beides kann das elektrische Netz erheblich entlasten, erfordert allerdings eine vorausschauende Regelung (Prädiktive Modellbasierte Regelung/Model Predictive Control = MPC), da die Reaktionszeit des Systems mehrere Stunden beträgt. Verdunstungskühlung – oder auch adiabatische Kühlung – ist in trockenen Klimazonen sehr effizient, in Deutschland hat sie jedoch nur einen begrenzten Nutzen durch hohe relative Luftfeuchte im Sommer. Geeignet ist sie vielmehr als Vorkühlung für die Außenluft in Lüftungsanlagen oder für industrielle Prozesse.“

„MPC für Kältesysteme: Die Verschränkung von Wettervorhersagen, Gebäudethermodynamikmodellen und Stromsignalen – wie dynamische Tarife oder Flexibilitätsmärkte – erlaubt eine erhebliche Reduktion des Spitzenstrombedarfs und eine Effizienzsteigerung. Selbst-adaptive MPC-Ansätze zeigen, dass auch in heterogenen Gebäudebeständen datengetriebene Modelle ausreichend genaue Prognosen liefern können. Hier können Methoden des maschinellen Lernens eingesetzt werden.“

„Kältenetze der fünften Generation (5GDHC): Bidirektionale Niedertemperaturnetze, in denen Wärme und Kälte gleichzeitig transportiert und zwischen Gebäuden ausgetauscht werden können, reduzieren den Primärenergiebedarf erheblich. Die Forschungsherausforderung liegt in der hydraulischen Regelung und der Marktintegration.“

„Optimierte Kältemittelkreisläufe mit hoher Effizienz: Die Effizienz von Kälteanlagen wird maßgeblich durch die Auslegung und Betriebsführung des thermodynamischen Kreislaufs bestimmt. Neben der Wahl des Kältemittels selbst, bieten die Kreislaufarchitektur und -regelung erhebliche Optimierungspotenziale: mehrstufige Verdichtung mit Zwischenkühlung, der Einsatz von Economizern und viele weitere technische Optionen. Besonders vielversprechend ist die Kombination dieser Maßnahmen mit einer modellbasierten Betriebsoptimierung, die den Kreislauf kontinuierlich auf wechselnde Last- und Umgebungsbedingungen abstimmt.“

„Sektorkopplung Kälte–Strom–Wärme: Die Integration von Kältespeichern – wie Eisspeicher oder Phasenwechselmaterial – mit Photovoltaik-Eigenverbrauchsoptimierung und lokaler Flexibilitätsvermarktung ist ein zunehmend attraktiver Bereich, da er Kühlung klimafreundlicher und netzdienlicher macht.“

„(Digital unterstützter) sommerlicher Wärmeschutz im Bestand: Die datenbasierte Analyse des sommerlichen Verhaltens bestehender Gebäude mit KI-Methoden kann individuell optimale Kombinationen aus passiven und aktiven Maßnahmen identifizieren.“

„Die Kühlung von Gebäuden führt zu gleichzeitigen Lastspitzen an heißen Tagen – genau dann, wenn die Stromproduktion von Photovoltaikanlagen besonders hoch ist. Dadurch kann ein Teil des Mehrbedarfs an Strom direkt gedeckt werden. Zur Dämpfung dieser Lastspitzen sind allerdings die prädiktive Laststeuerung, der Einsatz von Batterien sowie die Nutzung von Eisspeichern zur Lastverschiebung in die Nacht sinnvoll. Das kann durch dynamische Strompreise und Netzentgelte motiviert werden.“

„Wenn Wasser unterhalb des Taupunkts – typisch sind 12 bis 17 Grad Celsius bei üblichen Sommerraumbedingungen – durch Rohrleitungen und Heizkörper fließt, kondensiert Luftfeuchte an den Oberflächen. Bei Flächenheizsystemen ist dies durch Vorlauftemperaturregelung mit Taupunktwächtern gut beherrschbar. Bei Heizkörpern erfordert es entweder die Dämmung der Leitungen oder das Akzeptieren höherer Vorlauftemperaturen – und damit niedrigerer Kühlleistung.“

„Klimaanlagen, die Wärme an die Außenluft abgeben, erhöhen die Umgebungstemperatur in dicht besiedelten Gebieten. Ein Umstieg auf erdgebundene Wärmequellen und -senken, kalte Wärmenetze, eine Fassaden- und Straßenbegrünung sowie Anpassungen in der Stadtplanung – wie Kaltluftschneisen und Reflexionsflächen – schaffen Erleichterungen.“

„Außengeräte von Split-Klimaanlagen sind in vielen deutschen Stadtvierteln bau- und denkmalschutzrechtlich problematisch. Mögliche Lösungen dafür sind die Integration in die Gebäudehülle, kalte Wärmenetze als Alternative oder die Regulierung von Lärm- und Aufstellanforderungen.“

„Der stufenweise europäische Ausstieg aus teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen (HFKW) mit hohem Erderwärmungspotenzial im Zeitraum von 2025 bis 2030 erfordert den Umstieg auf andere Kältemitte (A2L- oder A3-Kältemittel, zum Beispiel R-454C oder R-290). Dies stellt die Hersteller und Installationsbetriebe vor Herausforderungen bei der Qualifikation und den Sicherheitskonzepten.“

„Die im novellierten Wärmeplanungsgesetz vorgesehene Pflicht zur Kälteplanung für Kommunen ab 45.000 Einwohnern ist ein wichtiger und richtiger Schritt. Kommunen können durch räumliche Planung Synergien heben, die auf Gebäudeebene nicht erreichbar sind: Sie kennen die Lastdichten und Gebäudetypen, können die Infrastruktur von Wärmenetzen planen, Flächen für Geothermie reservieren und Wechselwirkungen mit der Wärmeplanung koordinieren. Ein bislang zu wenig beachtetes Versäumnis besteht darin, dass in der kommunalen Wärmeplanung – wie sie durch das Wärmeplanungsgesetz angestoßen wurde – nicht direkt das Thema Kälteversorgung systematisch adressiert wird. Gerade in Ballungsgebieten bieten kalte Wärmenetze die Möglichkeit, beide Anforderungen – Heizen und Kühlen – in einer gemeinsamen Infrastruktur effizient zu lösen. Gleichzeitig lässt sich durch eine solche Netzlösung die sonst unvermeidliche Installation von dezentralen Einzelgeräten vermeiden: Außengeräte von Split-Klimaanlagen verursachen erhebliche Geräuschbelastungen, beeinträchtigen das Stadtbild und sind in vielen historischen Innenstadtlagen bau- und denkmalschutzrechtlich problematisch. Eine integrierte Quartierlösung über kalte Netze ist hier städtebaulich wie energetisch klar überlegen.“

„Die Kälteplanung sollte nicht isoliert, sondern integriert mit der Wärmeplanung erfolgen, da Wärme- und Kältebedarf zeitlich und räumlich komplementär sind. Besonders wichtig ist die Priorisierung von Quartieren mit hoher Verwundbarkeit durch eine ältere Bevölkerung, hohe Verdichtung oder Krankenhäuser und Schulen. Außerdem sollten Grundwasser- und Geothermiepotenziale in der Flächennutzungsplanung berücksichtigt werden sowie die Energieversorger, Wohnungsunternehmen und Krankenhäusern als Ankerkunden für kalte Wärmenetze frühzeitig eingebunden werden.“

„Der Kühlbedarf von Gebäuden resultiert aus inneren thermischen Lasten – wie Maschinen, Prozesse, Menschen oder Beleuchtung – und äußeren thermischen Lasten wie der Sonnenstrahlung. Das sind die sogenannten Kühllasten. In Kombination mit hohen Außentemperaturen fehlen Möglichkeiten der Wärmeabfuhr und natürlichen Kühlung, zum Beispiel durch Lüftung. Wärmedämmung hilft nicht gegen zu hohe Temperaturen. Sie wirkt zum Teil sogar kontraproduktiv und hält die Wärme im Haus. Prämisse hat daher die Vermeidung von Kühllasten, zum Beispiel durch wirkungsvolle und intelligent eingesetzte Verschattungen – am besten natürlich außenliegende Verschattungen oder spezielle Sonnenschutzverglasungen, die die Sonnenstrahlung nicht ins Haus gelangen lassen. Eine andere wirkungsvolle Maßnahme zur Reduktion von Kühlbedarfen sind thermische Speichermassen im Gebäude: Massiv gebaute Gebäude puffern Wärmespitzen und führen zu einem geringeren Temperaturanstieg im Sommer als Gebäude in Leichtbaukonstruktion. Die genannten Maßnahmen erfordern keinen oder einen geringen Energieeinsatz und sind daher zu empfehlen.“

„Kühlungen in Gebäuden sollten bevorzugt dort eingesetzt werden, wo vulnerable Gruppen einer Gefahr durch sommerliche Überhitzung ausgesetzt sind. Dazu zählen Alten- und Pflegeheime, Krankenhäuser und Kindertageseinrichtungen. Aber auch Schulen und Arbeitsstätten sind aus Gründen des Arbeitsschutzes und für ein effektives Lernklima sicher prädestinierte Objekte für die sommerliche Kühlung. In Wohngebäuden sind Wohnungen in Dachgeschossen oder Wohnungen, die von urbanen Hitzeeffekten betroffen sind – wie örtlichen Aufheizungen oder geringer Luftbewegung zwischen den Häuserzeilen –, für eine Kühlung geeignet. Darüber hinaus sind zunehmende Komforterwartungen in Wohngebäuden Treiber für Kühlbedarfe, insbesondere in Schlaf- und Ruheräumen.“

„Es gibt meines Erachtens keine verlässliche aktuelle Studie, die etwas zum Anteil gekühlter Gebäude sagen kann. Das Umweltbundesamt verweist auf zwei etwas ältere Untersuchungen, die nach konservativen Schätzungen schlussfolgern, dass sechs Prozent der Haushalte in Deutschland heute zumindest einen Teil der Wohnfläche kühlt. Bis 2030 wird ein Anstieg auf knapp acht Prozent erwartet [1]. Demgegenüber sind etwa die Hälfte der Büro- und Verwaltungsgebäude mit Klimatisierungsvorrichtungen ausgestattet. Aus heutiger Sicht würde ich sagen, dass es eher mindestens zehn Prozent der Haushalte sein werden, die sich dauerhaft oder temporär mit Kühlmöglichkeiten ausstatten.“

„Bei den Kühlmethoden muss man unterscheiden zwischen der Kühlung in den Gebäuden und Räumen (Kälteübergabe) und der Kälteerzeugung selbst. In den Gebäuden und Räumen dürften solche Kühlmethoden bevorzugt werden, die als nicht störend empfunden werden – zum Beispiel wegen der Geräusche von Lüftern und Ventilatoren. Außerdem dürften Kühlmethoden bevorzugt werden, die im Gegensatz zu Klimaanlagen nur wenig Platz beanspruchen. Das heißt: Klimaanlagen kommen eher in Nichtwohngebäuden zum Einsatz.“

„In Wohngebäuden wäre die kontrollierte Wohnungslüftung gegebenenfalls mit einem Luftkühler auszustatten, was aber eher selten der Fall ist. Wer Flächenheizungen verbaut hat – zum Beispiel Fußboden, Wand- oder Deckenheizung – kann diese auch für die Kühlung nutzen. Aufgrund der nicht vorhandenen Geräusche wird diese Form der Kühlung auch als ‚stille Kühlung‘ bezeichnet [2]. Zu beachten sind Behaglichkeitseinschränkungen bei kalten Fußböden. Möglich wäre auch die Kühlung über Heizkörper, wobei spezielle Gebläsekonvektoren gerade die Kühlwirkung deutlich unterstützen.“

„Eine bislang eher aus südlichen Ländern bekannte Form der Kühlung wären spezielle (mobile) Klimageräte mit Schlauchanschluss oder fest verbaute Split-Geräte mit einem Außenteil auf dem Dach oder an der Fassade und einem Innenteil. Diese Geräte erfordern aber einen Stromanschluss und benötigen elektrische Energie. Zu beachten ist, dass bei einer zu intensiven Kühlung die Gefahr der Kondensatbildung besteht. Dabei kondensiert die feuchte Sommerluft und es bilden sich Wasserflecken. Das Kondensat muss abgeführt oder die Kondensatbildung unterbunden werden.“

„Split-Geräte und mobile Geräte arbeiten dezentral. Wärmepumpen arbeiten als Zentralheizungen, können aber – je nach Fabrikat und Ausführung – auch in einen Kühlmodus umschalten. Sie stellen dann aktiv kaltes Wasser für die Flächenheizung bereit. In Verbindung mit Geothermie kann die Abwärme aus der Kühlung auch passiv zur Regeneration der Erdwärmesonden- und Kollektoren genutzt werden. Der aktive Betrieb der Wärmepumpen ist dann nicht erforderlich. Kalte Nahwärmenetze werden im Winter mit Hilfe von Wärmepumpen in den Gebäuden zu Heizzwecken genutzt. Im Sommer können die Netze aktiv zur Kühlung genutzt werden. Bei großen Kühlbedarfen zum Beispiel im Stadtzentrum können auch spezielle Fernkältenetze gebaut werden, die ausschließlich der Kälteversorgung dienen. In Stadtzentren hat das auch einen denkmalpflegerischen und stadtplanerischen Vorteil, da lokale Rückkühleinrichtungen nicht erforderlich sind.“

„Effizientes Kühlen findet immer dort statt, wo wenig anlagentechnischer Aufwand betrieben und wenig Energie – meistens elektrische Energie – benötigt werden. Effiziente Kühlmethoden in Wohngebäuden beschränken sich auf eine moderate Temperierung ausgewählter Räume statt drastischem Herunterkühlen des gesamten Gebäudes. Effizientes Kühlen verzichtet auf die Entfeuchtung und nutzt möglichst hohe Kühltemperaturen. Es gibt verschiedene Maßnahmen für effizientes Kühlen.“

„Raumtemperaturen sollten nicht unter 26 Grad Celsius gesenkt werden. Außerdem sollte das menschlichen Empfindens ausgenutzt werden und zum Beispiel Luftbewegungen durch Deckenventilatoren erzeugt werden. Weiterhin können natürliche Wärmesenken genutzt werden, zum Beispiel Geothermie, Außenluft oder Himmelsstrahlung. So kann – wie oben geschildert – das Erdreich mit Temperaturen unter 10 bis 15 Grad Celsius sehr gut für die Kühlung genutzt werden. Damit lassen sich Flächenheiz- und Kühlsysteme oder auch normale Heizkörper versorgen [3].“

„Einige Solarthermiekollektoren, viel besser aber noch Photovoltaik-Thermie (PVT)-Kollektoren – die gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen – lassen sich nachts als Rückkühlung nutzen, um Gebäude zu kühlen [4].“

„Eigene Photovoltaik-Stromerzeugung in Verbindung mit elektrischen Kühlgeräten und Kältemaschinen sind aus systemischer Sicht effizient, da sie keinen zusätzlichen Stromverbrauch im öffentlichen Netz verursachen [5].“

„Effiziente Kühlung kann dort stattfinden, wo ‚Abfallprodukte‘ der Wärmeversorgung genutzt werden: das kühle Erdreich im Fall der Geothermie, oder der Eisspeicher aus dem sommerlichen Wärmepumpenbetrieb.“

Auf die Frage, welche Herausforderungen durch vermehrte Kühlung entstehen (zum Beispiel durch hohen Stromverbrauch von Klimaanlagen, Kondenswasser an Heizkörpern oder Leitungen, Erwärmung der Umgebungsluft in Städten) und welche Lösungsansätze geeignet sind:
„Die Frage antizipiert die Probleme ja bereits. Dazu kommt, dass die Menschen im Umgang mit Kühlgeräten nicht über ausreichend Erfahrungen zur Energieeinsparung und dem rationellen Geräteeinsatz verfügen. Da bleiben im Sommer die Fenster offen oder unverschattet und trotzdem wird gekühlt. Das Empfinden für ausreichend kühle Raumtemperaturen schwindet und die Kosten für die Kühlung sind in der Jahres-Stromrechnung versteckt. Also wäre beispielsweise eine Schulung der Nutzer wichtig. Der energetische Aufwand und die Kosten für Kühlung müssen transparent sein. Die technischen Möglichkeiten für Kühlung sollten auf einige Räume im Gebäude beschränkt sein: Schlaf-, Ruhe- Aufenthaltsräume. In Städten könnten gekühlte Volkshäuser oder Gemeinschaftsräume eingerichtet und als soziale Treffpunkte etabliert werden. Gegebenenfalls ist der Lebenswandel auf die sommerlichen Temperaturen anzupassen. Die Raumtemperaturen und Kühlmöglichkeiten lassen sich mit Hilfe der Gebäudeautomation wirkungsvoll begrenzen.“

„Der Installation von Kältesystemen ist auch hinsichtlich der Kondensatproblematik ein besonderes Augenmerk zu schenken. Das ist eine Herausforderung für das Handwerk. Der ‚wilde‘ Einsatz von mobilen Kühlgeräten und festen Split-Geräten, wie Selbstbausätze für den handwerklich begabten Laien aus dem Baumarkt, führt auch zu Problemen mit der akustischen Beeinträchtigung sowie dem Umgang mit Kältemitteln.“

„Endlich wird die Wärmeplanung strategisch gedacht und endlich kommt auch die Kälteplanung dazu. Die Kälteplanung sollte mit dem kommunalen Hitzeschutzplan und den Klimaschutz- und Klimaanpassungsplänen verzahnt werden. Wenn es in den Kommunen bereits Erfahrung mit Wärmenetzen gibt, dann lassen sich auch Projekte mit kalten Wärmenetzen oder Fernkältenetze einrichten. Kältenetze folgen in der Regel den Wärmenetzen, nicht umgekehrt.“

„Kommunale Kälteplanung sollte Synergien zwischen Wärme- und Kälteversorgung aufdecken, zum Beispiel durch die Nutzung gemeinsamer Wärmesenken- und quellen und deren Regeneration. Kälteversorgung sollte kein Luxusgut sein, sondern bedarfsgerecht eingesetzt werden. Am Ende sind aus der Kälteversorgung elektrische Energieverbräuche zu erwarten, die wie die Wärmepumpen die örtlichen Stromnetze belasten.“

„Insgesamt gibt es wenig verlässliche Informationen dazu, welcher Anteil der Gebäude aktiv gekühlt werden kann. Grob kann man sagen: Bürogebäude, die nach circa 1990 gebaut wurden, haben oft Klimaanlagen, öffentliche Gebäude wie Kitas oder Schulen meist eher nicht. Bei Wohngebäuden ist es vermutlich ein verschwindend geringer Teil, der heute aktiv gekühlt werden kann.“

„In Zukunft wird der Anteil von Häusern mit Kühltechnik sicherlich zunehmen. Aber ich sehe aktuell nicht den Trend, dass jedes Haus eine Klimaanlage einbaut. Das ist auch nicht nötig. Anders als beispielsweise in den USA haben die meisten Häuser in Deutschland eine große sogenannte thermische Masse. Das Gewicht der Bausubstanz entscheidet darüber, wie gut ein Gebäude Hitze abfedern kann. Beispielsweise variiert die Temperatur in ‚schweren‘ Gebäuden wie dem Kölner Dom nur sehr langsam. Im Gegensatz dazu gleicht sich ein leichtes Haus – wie sie in anderen Ländern wie den USA oft gebaut werden – schneller an die Außentemperatur an.“

„Ein- und Zweifamilienhäuser in grünen Umgebungen werden in den kommenden 20 Jahren in Deutschland im Allgemeinen gut ohne Klimaanlagen auskommen. Dämmung kann hier helfen – unter der Bedingung, dass man nachts gut lüftet. Die Bausubstanz, auch thermische Masse genannt, kann viel Wärme aufnehmen und so tagsüber einen Temperaturanstieg abfedern. Dementsprechend dauert es aber auch lange, bis sie sich in der Nacht wieder abgekühlt hat. Einen erhöhten Kühlbedarf sehe ich vor allem in Dachgeschosswohnungen in warmen, verdichteten Innenstädten vor allem in wärmeren Regionen – wie Stuttgart, Freiburg oder Frankfurt.“

„Wärmepumpen erzeugen warmes Wasser zum Heizen. Moderne Wärmepumpen können im Sommer auch kühlen, also kühles Wasser durch den Heizkreislauf pumpen. Man wird damit ein Gebäude nicht von 35 auf 22 Grad Celsius runterkühlen können – ein paar Grad weniger sind aber machbar. Wichtig ist, dass der Heizungsbauer seine Kunden auf die Möglichkeit hinweist. Außerdem muss das System gut eingestellt sein: wenn klassische Heizkörper genutzt werden, muss man beispielsweise aufpassen, dass sich kein Kondenswasser bildet. Sonst kann sich im schlimmsten Fall Schimmel entwickeln. Ein Vorteil der Wärmepumpen ist, dass die Kühlung viel leiser ist als bei einer Klimaanlage.“

„Bei Wärmepumpen mit Erdwärmesonden – die über eine Bohrung Wärme aus dem Erdreich entziehen – kann es sogar hilfreich sein, wenn damit im Sommer gekühlt wird. Denn dann kann ein saisonaler Ausgleich stattfinden: Im Winter wird dem Untergrund Wärme entzogen, im Sommer wird Wärme in den Untergrund rückgeführt.“

„Kältenetze sind prinzipiell für Innenstadtlagen denkbar. Technisch lässt sich ein Wärmenetz auch dafür nutzen, um Kälte bereit zu stellen. Ich gehe allerdings nicht davon aus, dass das in den kommenden zehn Jahren im größeren Maßstab umgesetzt wird. Die Stadtwerke sind aktuell gut damit ausgelastet, die Wärmenetze zu dekarbonisieren. Sie haben damit absehbar eher wenig Kapazität dafür, Kältenetze zu planen, in Betrieb zu nehmen und Tarife für den Kältebezug zu entwickeln.“

„Ich sehe das Kühlen heute weniger problematisch als früher. Klimaanlagen werden in der Öffentlichkeit oft zu negativ wahrgenommen. Genau wie Wärmepumpen arbeiten Klimaanlagen hocheffizient. Hinzu kommt, dass die nötige Temperaturdifferenz kleiner ist. Statt die Temperatur von Null auf 20 Grad Celsius zu erhöhen, muss eine Klimaanlage die Temperatur meist um weniger als zehn Grad Celsius verringern. Noch wichtiger: Der Strom wird zu denjenigen Zeiten gebraucht, in denen die Sonne scheint. Es ist also oft ohnehin ein Überschuss im Stromsystem vorhanden – für einzelne bewölkte Stunden können Batterien inzwischen genug Strom speichern. Klimaanlagen klimaneutral zu betreiben ist meines Erachtens damit heute eine lösbare Aufgabe. Dort wo es nötig ist – in Altenheimen, Kitas und städtischen Dachgeschosswohnungen – sollte man das Kühlen mit Klimaanlagen daher nicht verteufeln und auch nutzen.“

„Wenn Klimaanlagen intelligent gesteuert werden, können sie sogar das Stromnetz entlasten. So könnten sie beispielsweise ein Gebäude bei einem Stromüberschuss im Netz auf 20 Grad kühlen, bei einer Stromknappheit nur auf 26 Grad. In den Vereinigten Staaten ist es bereits üblich, dass Netzbetreiber Rabatte gewähren, wenn sie auf Klimaanlagen zugreifen können.“

„Dass Kommunen eine Kälteplanung machen müssen, ist wichtig und richtig. Ich finde es mittelfristig sogar wichtiger als die Wärmeplanung. Denn eine Heizung hat jeder und es geht um die rein technische Frage, wie man die Wärmeversorgung klimaneutral macht. Bei der Kälte haben wir hingegen ein Versorgungsproblem. Gewisse Bevölkerungsgruppen – wie Menschen in Altenheimen, Kitas oder gemieteten Dachgeschosswohnungen – haben keinen Zugang zu Kälte. Deshalb ist es wichtig, dass sich Kommunen Gedanken machen: Wo wird es besonders warm werden? Welche Möglichkeiten gibt es, um das Problem anzugehen?“

„Es gibt auch ein breiteres Spektrum für Lösungen als die rein technischen Lösungen in der Wärmeplanung. Kurzfristig können hier auch technische Maßnahmen helfen – wie Klimaanlagen und Verschattungen. Mittelfristig kann auch Stadtbegrünung einen Unterscheid machen. Das kann allerdings ‚riskant‘ sein, da Bäume zunehmend bewässert werden müssen und Wasser im Sommer knapp werden kann. Außerdem gibt es manchmal schlicht keinen Platz für mehr Bäume, beispielsweise wenn im Untergrund bereits sehr eng Rohre und Kabel liegen. Langfristig können städtebauliche Maßnahmen helfen. Alte Innenstädte in Norditalien – wie Bologna oder Verona – haben beispielsweise oft hohe Gebäude, die eng aneinander liegen und sich so gegenseitig verschatten. Die Gebäude in unseren Städten liegen hingegen weit auseinander, was eine gegenseitige Verschattung verhindert.“

„Bei einer kommunalen Kälteplanung könnte man diese verschiedenen Ebenen betrachten: Wo lässt sich Hitze durch angepassten Städtebau oder Begrünung mindern? In welchen Gebieten reicht das nicht aus? Wie können Vermieter dort einen Anreiz bekommen, um Klimaanlagen einzubauen? Hier eine sinnvolle Abwägung zu machen, wäre ein gutes Ergebnis der kommunalen Kälteplanung.“