Nachtauskühlung – Passive Kühlung

Was versteht man unter einer Nachtauskühlung?

Eine Nachtauskühlung nutzt die thermische Masse des Gebäudes tagsüber als Wärmesenke, da die thermische Masse die Wärme absorbiert, die von Gebäudenutzern, Geräten und durch die Sonneneinstrahlung erzeugt wird. Wenn die Temperaturen dann in den Abendstunden sinken, wird die Gebäudehülle geöffnet, sodass kühle Luft in das Gebäude einströmen kann und die gespeicherte Wärme durch Konvektion abgeführt wird.

Da die thermische Masse des Gebäudes nachts abgekühlt wird, kann tagsüber während der Anwesenheit der Gebäudenutzer die Strahlungskühlung zum Tragen kommen. Daraus folgt, dass mechanische Kühlsysteme tagsüber, wenn die Energiekosten am höchsten sind, in geringerem Umfang betrieben werden müssen.

Warum benötigen Gebäude eine Nachtauskühlung?

Neubauten werden immer stärker isoliert. Dies ist das Ergebnis schärferer behördlicher Auflagen, niedrigerer U-Werte und eines anhaltenden Fokus auf die Nutzung der Gebäudewärme. In einem üblichen neuen Bürogebäude mit normalen Wärmelasten kann eine Kühlung selbst dann erforderlich sein, wenn die Außentemperaturen unter 0 °C liegen. Diese Notwendigkeit resultiert primär aus den hohen Wärmelasten, die durch Menschen, Beleuchtung, Computer und andere Geräte erzeugt werden. Als Folge hiervon müssen viele Gebäude weniger geheizt, jedoch stärker gekühlt werden.

Wie funktioniert die Nachtauskühlung?

Die Nachtauskühlung kann im Rahmen einer natürlichen, mechanischen oder hybriden Lüftungslösung zum Einsatz kommen.

Nachtauskühlung im Rahmen einer natürlichen Lüftung

Wenn Sie in Ihrem Gebäude eine natürliche Lüftung nutzen, erfolgt die Nachtauskühlung durch das nächtliche Öffnen der Fenster, sodass durch Wind oder thermischen Auftrieb kühle Luft in das Gebäude strömt und das Gebäudeinnere abkühlt. Um sicherzustellen, dass die Nachtauskühlung zuverlässig funktioniert, empfehlen wir eine natürliche Lüftungslösung, die eine Rückmeldung der Öffnungspositionen der Fenster ermöglicht bzw. die Fensterposition direkt an die Gebäudeleittechnik meldet. Hierdurch bleiben die Sicherheit und der Schutz des Gebäudes aufrechterhalten, ohne auf die Vorteile einer Nachtauskühlung verzichten zu müssen.

Nachtauskühlung im Rahmen einer mechanischen Lüftung

Wenn Sie in Ihrem Gebäude eine rein mechanische Lüftungslösung verwenden, erfolgt die Nachtauskühlung durch aktives mechanisches Abführen der Luft über Lüftungskanäle. Frischluft wird dann in der Regel im Laufe des Tages je nach Bedarf bzw. je nach den geltenden Vorschriften zugeführt. Diese Lösung bietet im Vergleich zur natürlichen Lüftung ein geringeres Einsparpotenzial beim Energieverbrauch.

Nachtauskühlung im Rahmen einer Hybridlüftung

Wenn Sie in Ihrem Gebäude eine Hybridlüftung nutzen, erfolgt die Nachtauskühlung durch eine Kombination aus natürlicher und mechanischer Lüftung. Diese Lösung ist besonders effektiv, wenn in einem Gebäude Bereiche mit außergewöhnlich großer Raumtiefe vorhanden sind oder eine Querlüftung nicht möglich ist.

Referenzprojekte mit Nachtkühlung

Tulla-Realschule Karlsruhe-Rintheim

Somit wurde in der Stadt Karlsruhe ein weiterer Baustein zu umweltschonender Bauweise bei Sanierungen von Bestandsimmobilien geschaffen. Neben dem Umweltgedanken der CO2-Einsparung beim Betrieb bei Lüftung, Nachtauskühlung und sommerlichem Wärmeschutz ist natürlich auch die Einsparung bei Investitions- und Betriebskosten ein klares Argument, die Kräfte der Natur bestmöglich zu nutzen.
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IHK zu Kiel

Die Industrie- und Handelskammern in Kiel, Flensburg und Lübeck vertreten als Selbstverwaltungsorgane der Wirtschaft in Schleswig-Holstein die allgemeinen Interessen ihrer Mitglieder. Das 2004 errichtete IHK-Gebäude im Zentrum von Kiel ist ein modernes viergeschossiges Bürogebäude.
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Wie lässt sich die Wirkung der Nachtauskühlung noch verbessern?

Bei der Planung eines Neubauprojekts können Sie sich für Baustoffe mit hoher thermischer Masse entscheiden, um so die Wirkung der Nachtauskühlung noch zu verbessern. Wie viel Wärme und Kälte die thermische Masse eines Gebäudes speichern kann, hängt entscheidend von ihrer Wärmekapazität und Dichte ab. Ferner verbessert eine exponierte thermische Masse die thermische Wirkung zusätzlich, während hingegen eine abgedeckte thermische Masse die Speicherfähigkeit von Wärme oder Kälte beeinträchtigt. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Nachtauskühlung ist der Einsatz von Sonnenschutz. Durch einen wirksamen Sonnenschutz wird ein übermäßiges Aufheizen des Gebäudes durch die Sonneneinstrahlung verhindert. Neben anderen positiven Effekten bringt dies eine erhöhte Wirksamkeit der Nachtauskühlung mit sich.

Erfahren Sie mehr über die passive Lüftung

Clayton Heights Community Centre Rendering Interior Web Credited

Wesentliche Vorteile der Nachtauskühlung

Reduzierter Einsatz mechanischer Kühlsysteme im Tagesverlauf
Niedrigere Energiekosten
Verbesserte Leistung der Gebäudehülle
Gesundheitsschutz und gesteigertes Wohlbefinden der Gebäudenutzer
Geringe CO2-Emission bei der Gebäudekühlung

Unter welchen klimatischen Bedingungen ist eine Nachtauskühlung am wirkungsvollsten?

Die Effizienz einer Nachtauskühlung hängt von der thermischen Beschaffenheit des Gebäudes und von den lokalen klimatischen Bedingungen, d. h. den nächtlichen Windgeschwindigkeiten und den Temperaturschwankungen der Umgebungsluft, ab. Besonders in Klimazonen, in denen die Außentemperaturen tagsüber und nachts stark voneinander abweichen, erweist sich die Nachtauskühlung als besonders wirkungsvoll. Das bedeutet jedoch nicht, dass eine Nachtauskühlung nicht auch in einem wärmeren Klima effektiv sein kann. Selbst wenn die Innen- und Außentemperaturen nahe beieinander liegen, kann die Nachtauskühlung dennoch ein geeignetes Mittel sein, um durch Zufuhr von Frischluft Schadstoffe aus der Raumluft zu entfernen.

Häufige Bedenken gegen den Einsatz der Nachtauskühlung

Häufig geäußerte Bedenken gegen den möglichen Einsatz einer Nachtauskühlung betreffen die Sicherheit. Derartige Bedenken lassen sich jedoch leicht zerstreuen, wenn Öffnungen bzw. Fenster möglichst hoch platziert werden, um bestimmte Risiken, z.B. das Einbruchsrisiko, zu vermeiden. Bei Einsatz einer Nachtauskühlung legen Versicherungen häufig Wert auf kleine, hoch platzierte Öffnungen bzw. Fenster.

Quetschgefahren lassen sich reduzieren, indem intelligente Fensterantriebe zum Einsatz kommen, die mit einer druckempfindlichen Klemmschutzfunktion programmiert werden. Außerdem kann bei Verwendung eines intelligenten Fensterantriebs in Kombination mit einer intelligenten Steuerung eine Rückmeldung der Öffnungsposition und des Öffnungswinkels der Fenster an die GLT erfolgen.

In der Regel müssen die Fenster bei Einsatz der Nachtauskühlung nicht vollständig geöffnet werden, um eine wirksame Kühlung zu gewährleisten. Folglich kann mit der Nachtauskühlung das Gebäude zuverlässig gekühlt werden, ohne dass dies auf Kosten der Sicherheit geht. Die intelligente Steuerung sollte zudem Wind- und Regensensoren beinhalten, die ein Überschreiten der zulässigen Grenzwerte für die Regen und Windgeschwindigkeiten erkennen können, sodass in diesem Fall die Öffnungsweiten reduziert bzw. die Fenster ganz geschlossen werden, um das Gebäude zu schützen.

Nachtauskühlung oder Nachtlüftung