Während der Wärmebedarf mit dem Klimawandel abnimmt, gewinnt das Kühlen von Gebäuden massiv an Bedeutung, besonders in dicht bebauten Innenstädten. «Thermische Netze und Kühlen» war denn auch ein Fokusthema des 22. IGE-Seminars des Instituts für Gebäudetechnik und Energie der Hochschule Luzern.
Als Folge des Klimawandels sind besonders die dicht bebauten Innenstädte von immer intensiveren sommerlichen Hitzeperioden betroffen. Eine effiziente und umweltfreundliche Alternative zu dezentralen Klimaanlagen sind thermische Netze, die über Rohrsysteme kaltes Wasser zur Kühlung von Gebäuden wie Bürokomplexen, Spitälern oder Rechenzentren liefern. Dafür nutzen sie als «Kältequelle» meist einen See oder Fluss. Im Winter kann das Netz für Fernwärme zum Heizen genutzt werden.
Die Bedeutung thermischer Netze für die Energiewende zeigte Andreas Hurni, Geschäftsführer Thermische Netze Schweiz, auf. Für die Kälteversorgung empfahl er «klotzen statt kleckern», da der Kältebedarf bis 2050 massiv ansteigen dürfte, sowie das Nutzen von Synergien mit dem parallel verlaufenden Fernwärme-Ausbau, um Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz zu verbessern.
Kälteversorgung in Zug, Zürich und Wien
Thermische Netze für die Wärmeund Kälteversorgung sind in vielen Städten bereits Realität oder im Bau bzw. in Planung. So gewährten drei Referierende Einblicke in Projekte in Zug, Zürich und Wien. Bereits im Betrieb ist Circulago, das grosse Teile der Stadt Zug mit umweltfreundlicher Wärmeund Kälteenergie versorgt. Adrian Steiner, WWZ Energie AG, präsentierte die wichtigsten Erkenntnisse aus fünf Jahren Betriebserfahrung. Er betonte, Kälteplanung sei wesentlich komplizierter als Wärmeplanung, denn während Wärmeabgabe und Heizgradtage sehr gut korrelierten, sei das bei Kälteabgabe und Kühlgradtagen nicht der Fall.Aus langjähriger Erfahrung schöpfen konnte auch Burkhard Hölzl, Wien Energie GmbH. In Wien ist eines der grössten Fernkältenetze Europas in Betrieb und wird laufend ausgebaut. Das Verbundnetz zieht sich ringförmig um die Altstadt und nutzt Wasser aus der Donau. Hölzl erklärte, Fernkälte sei auch für Häuser im Denkmalschutz gut geeignet, was für Wien mit seinem grossen Bestand an solchen Gebäuden relevant sei. Noch in Planung bzw. in einer frühen Bauphase ist CoolCity Zürich, das ab 2032 den Wärmeund Kältebedarf zahlreicher Bürogebäude und Dienstleistungsflächen mit erneuerbarer Energie aus dem Zürichsee decken soll. Pascal Leumann, ewz Energielösungen, stellte das über 300 Mio. teure Generationenprojekt der grössten Schweizer Stadt vor. Geplant sind unter anderem sieben Tunnelbauwerke, wovon ein Microtunnel bereits realisiert ist.
Planen mit dem Mikroklima
Wie die Stadt Zürich der Hitze sonst noch begegnet, erläuterte Veronika Sutter, Amt für Hochbauten Stadt Zürich, anhand des rund 12’000 m2 grossen Koch-Parks, der mit erhaltenen grossen Bäumen, einem ausgeklügelten Regenwassermanagement mit Sickergefässen, grossflächigen Entsiegelungen, hellen Bodenbelägen und einem Pionierwäldchen zur Hitzeminderung in der Stadt beiträgt. Mit QKM, einem Add-in zur BIM-Software Revit, stellte Markus Koschenz, Hochschule Luzern, ein neuartiges Instrument zur Quartierklimasimulation vor. Damit kann auf Grundlage von Parametern wie Strahlung, Schatten, Wasserhaushalt usw. die Wirkung des Städtebaus auf das Mikroklima quantifiziert werden. Die Berechnung erfolgt deutlich schneller als bei konventionellen Tools. Koschenz machte zudem auf das CAS Stadtklima aufmerksam, das die Hochschule Luzern anbietet.Forschungsprojekte aus der Hochschule Luzern
Zu saisonalen thermischen Energiespeichern forscht Michael Bayer, Hochschule Luzern. Er sprach über die Vorteile von Wärmespeichern im kaskadierten Betrieb für Wärmeund Kältenetze: flexible Temperaturniveaus, anpassbare Speicherkapazität und Flexibilität bei sich ändernden Lastprofilen. Timotheus Zehnder, Hochschule Luzern, zeigte auf, wie Brennholz dank Rauchgasabkühlung und -kondensierung in Holzfeuerungen effizienter genutzt werden kann. Als ideal stellte sich eine Lösung mit einer Absorptions-Wärmepumpe heraus.Kühlstrategien für den Menschen
Zum Abschluss der Veranstaltung zeigte Dr. Dieter Kissling, ifa Institut für Arbeitsmedizin, auf, wie sich Hitze auf den menschlichen Körper auswirkt. Er sprach auch über die ideale Raumtemperatur. Was in Büros als angenehme Temperatur gilt, ist geschlechtsabhängig: So werden die meisten Räumlichkeiten gemäss einer Formel aus den 1960er-Jahren auf die Bedürfnisse von Männern (21-22 Grad) heruntergekühlt, während Frauen bedingt durch ihre Physiologie bei diesen Temperaturen tendenziell frieren. Bei höheren Temperaturen (26-27 Grad) gewinnen Frauen deutlich an Produktivität. Aus Ökonomischer Sicht und mit zunehmendem Frauenanteil in den Büros müsste man also diskutieren, ob wärmere Büros nicht sinnvoller wären.Das breite Feld an Themen macht es deutlich: Der Klimawandel, intensivere Hitzeperioden und die damit einhergehenden Herausforderungen beschäftigen viele Disziplinen. An Lösungen wird gearbeitet, doch es bleibt noch viel zu tun.
