Passive Kühlung

Passive Kühlung – die umweltfreundliche Hauskühlung ganz ohne Klimaanlage

Heiß, heißer, Sommer – seit einigen Jahren jagt eine Rekordtemperatur die nächste. Die globale Erderwärmung ist in Deutschland bereits deutlich spürbar. Deshalb wird die passive Kühlung zunehmend relevanter.

Klassische Klimaanlagen verlieren immer mehr an Beliebtheit. Nicht zuletzt ist dies ihren massiven Nachteilen geschuldet. Sie verursachen hohe Stromkosten und belasten die Umwelt durch hohen Energieverbrauch. Zudem gehen Klimaanlagen auf Dauer mit einer möglichen Belastung der menschlichen Gesundheit einher.

Genau hier kommt die passive Kühlung ins Spiel. Sie bietet die Möglichkeit, das Haus im Sommer ganz ohne Klimaanlage zu kühlen. Und das Beste daran:

  • Die passive Kühlung ist äußerst umweltfreundlich.
  • Außerdem verbraucht sie deutlich weniger Energie als klassische Klimaanlagen.

Es gibt dabei unterschiedliche Arten, das Haus passiv zu kühlen. Man unterscheidet hierbei zwischen technischer und natürlicher passiver Kühlung. Technische Lösungen sind Verdunstungskühler oder Latentwärmespeicher. Ein effektiver Sonnenschutz oder eine begrünte Hausfassade stellen hingegen natürliche Lösungen dar.

Die Beiträge von Tipp zum Bau helfen Ihnen, sich beim Bauen und Renovieren zu orientieren.

1. Die passive Kühlung – Begriffsklärung

Eine grundsätzliche Unterscheidung besteht zwischen Kühlung und Klimatisierung. Bei der Kühlung wird nur die Raumtemperatur gesenkt. Die Klimatisierung dagegen vereint diverse thermodynamische Funktionen, darunter auch Feuchtigkeits- und Frischluftregelung.

Von passiver Kühlung spricht man, wenn für den Prozess der Hauskühlung keine zusätzliche Energie aufgewendet wird. Dabei gibt es diverse Verfahren, die diese Anforderungen durch spezielle Technik erfüllen. Neben den technischen Systemen sind aber auch noch eine Reihe zusätzlicher Tricks zu beachten. In jedem Fall sollten Sie sich von Experten frühzeitig beraten lassen. Denn die richtige Hauskühlung fängt bereits mit sinnvoller Planung an.

2. Die vielfältigen Systeme passiver Kühlung

Passive Kühlung mit Verdunstungskühlern

Eine Möglichkeit für passive Kühlung ist die Verdunstungskühlung. Fachleute sprechen auch von adiabatischer bzw. adiabater Kühlung. Hier wird Kälteenergie genutzt, die beim natürlichen Verdunstungsprozess von Wasser entsteht. Es handelt sich also um eine Wasserkühlung.

Damit Wasser aber erstmal verdunstet, braucht es zunächst Wärme. Diese wird bei der Verdunstungskühlung entweder aus den Innenräumen oder der Außenluft bezogen. Die warme Luft wird dann in den Wänden über feuchte Oberflächen geleitet. Die Kälteenergie, die dabei frei wird, gelangt über eigens angelegte Luftkanäle schließlich in die Innenräume.

Dieses System besticht vor allem durch besondere Effizienz. Im direkten Vergleich zur klassischen Klimaanlage lassen sich nämlich so bis zu 90 % der laufenden Energiekosten einsparen. Allerdings braucht die passive Wasserkühlung einige Zeit, bis der erste Kühleffekt eintritt.

Erdwärmepumpe zur passiven Kühlung

Die Sole/Wasser-Wärmepumpe ist eine weitere Art, das Haus im Sommer passiv zu kühlen. Normalerweise werden Wärmepumpen zur Gebäudeheizung eingesetzt. Aber mit der richtigen Technik haben sie auch gleichzeitig eine Kühlfunktion. In 15 Metern Tiefe liegt die Temperatur der Erde und des Grundwassers ganzjährig bei rund zehn Grad Celsius. Das macht sich die Erdwärmepumpe für die passive Hauskühlung zunutze.

Über einen Wärmeübertrager gelangt die Gebäudewärme von den Heiz- bzw. Kühlflächen in den Solekreislauf. Dort wird sie durch Grundwasser und Erdreich abgekühlt und anschließend zurück ins Gebäude geleitet. Hat sich die Luft wieder erwärmt, beginnt der Kreislauf erneut.

Da bei dieser Art der Wärmepumpe kein Verdichter eingesetzt wird, liegen die erforderlichen Stromkosten deutlich niedriger. Die Temperaturen in den Innenräumen werden mit dieser Funktionsweise um bis zu fünf Grad Celsius gesenkt.

Die passive Kühlung mit Sole/Wasser-Wärmepumpen ist deutlich langsamer als die aktive Variante. Dafür ist sie sowohl energiesparender als auch umweltfreundlicher. Ein Nachteil ist allerdings die stetige Erwärmung von Erdreich und Grundwasser. Das verringert auf Dauer die Kühlleistung. Im Winter können Sie das jedoch wieder perfekt für sich nutzen, da der Heizvorgang so effektiver wird.

Passive Kühlung mit Erdluftbrunnen

Erdluftbrunnen funktionieren ganz ähnlich wie Wärmepumpen. Die natürliche Bodenkälte bringt warme Raumluft auf geringere Temperaturen. Über ein passives Lüftungssystem wird die abgekühlte Luft dann unterirdisch ins Haus geleitet und dort verteilt.

Der große Vorteil: Erdluftbrunnen können gleich doppelt eingesetzt werden. Im Herbst lassen sich damit nämlich Innenräume vorheizen. Dies funktioniert, da die Luft etwas wärmer ist, wenn sie unterirdisch ins Haus geleitet wird.

Das passive Lüftungssystem arbeitet mit drei verschiedenen Filtern. Kies, Sand und Erde befreien die Luft nahezu vollständig von Pollen und Ozon. Außerdem regulieren sie die Luftfeuchtigkeit besser.

Bei der Planung eines Erdluftbrunnens gilt es aber auch einiges zu beachten. Radioaktives Radon, welches natürlicherweise in Böden vorkommt, ist besonders gefährlich für die Atemwegszellen. Informieren Sie sich deshalb schon im Voraus über die Radonkonzentration in Ihrem Wohngebiet. Zudem sollten Sie den Grundwasserspiegel überprüfen lassen. Liegt dieser zu hoch, ist der Erdluftbrunnen unbrauchbar.

Latentwärmespeicher zur passiven Kühlung

Latentwärmespeicher sind eine besonders beliebte Variante der passiven Kühlung. Hier werden Speicherplatten mit einem Phasenwechselmaterial (meist Salzhydrate oder Paraffine) gefüllt und direkt in Wand oder Decke verbaut. Das Material wechselt dabei je nach Temperatur seinen Aggregatszustand.

Steigt die Temperatur, wird die entstandene Wärme innerhalb der Speicherplatten für mehrere Monate gebunden. Der Raum kühlt ab. Sinkt die Temperatur, wird die gespeicherte Wärme wieder abgeben. Der Raum heizt sich auf. Latentwärmespeicher sind damit Kühlung und Heizung zugleich. Es muss auch keine zusätzliche Energie dafür aufgewendet werden.

Besonders gut lassen sich die Speicherplatten mit Wandmaterial wie Gipskartonplatten oder Putz kombinieren. Ein überzeugender Vorteil ist außerdem, dass bei der Hauskühlung mit Latentwärmespeichern weder Zugluft noch störende Geräuschpegel entstehen.

Mit thermischer Bauteilaktivierung passiv kühlen

Die thermische Bauteilaktivierung funktioniert, wie auch die Verdunstungskühlung, mit Wasser. Ein Rohrsystem leitet das flüssige Heiz- und Kühlmedium durch Massivwände oder Raumdecken. Die durchströmte Fläche wirkt hier als Übertragungsmasse. Diese gibt stetig Kälte oder Wärme an den Raum ab.

Um einen möglichst gleichbleibenden Komfort zu erzielen, sollte bei der thermischen Bauteilaktivierung die Wassertemperatur immer zwischen 18 °C und 28 °C betragen. Zu beachten ist hier die Phasenverschiebung. Da das massive Bauteil die Wärme bzw. Kälte nicht sofort wieder abgibt, kommt es zu einem zeitversetzten Heiz- und Kühlvorgang.

Im Sommer lassen sich natürliche Temperaturschwankungen nutzen. Die geringere Temperatur bei Nacht sorgt für eine Abkühlung des Bauteils. Durch Wärmeabfluss in diese kalten Wände kühlt dann die Tageswärme die Räume wieder ab.

3. Passive Kühlung: Tipps für Sparfüchse

Wo der Preisrahmen für Innentüren liegt, erfahren Sie bei Tipp-zum-Bau.

Mit optimaler Planung sparen Sie an vielen Ecken.

Um das Haus im Sommer passiv zu kühlen, braucht es aber nicht immer eine ausgeklügelte Technik. Passive Hauskühlung kann auch durch verantwortungsvolles Nutzungsverhalten und geschickte Bauplanung erzielt werden.

 

Passive Kühlung: Hacks für die Außenfassade

Fenster sind hier das Stichwort. Zunächst sollten Sie den Glasanteil Ihres Hauses so gering wie möglich halten. Massive Wände aus Beton oder dickem Mauerwerk sind ein idealer Hitzespeicher. Sie nehmen tagsüber Wärme auf und geben diese nachts wieder ab. Das hat zur Folge, dass die Innenräume am Tag angenehm kühl bleiben.

Glas hingegen lässt die Außenwärme ungehindert ins Haus dringen. Deshalb sollten Sie auf einen effektiven Sonnenschutz achten. Außenliegende Rollläden, Jalousien oder Markisen sind hier die geeignete Wahl.

Ein weiterer Trick ist die Dachbegrünung oder eine begrünte Hausfassade. Pflanzen sind nämlich natürliche Klimaanlagen. Ihre Verdunstungskälte senkt die Oberflächentemperatur der Außenwand und kühlt damit indirekt die Innenräume. Wenn Sie Ihre Hausfassade mit weißer Farbe anstreichen, kann die sommerliche Hitze besser reflektiert werden und Ihr Haus kühlt sich passiv ab.

Passive Kühlung mit durchdachter Raumplanung

Auch die Raumplanung im Innern Ihres Hauses lässt sich für passive Kühlung nutzbar machen. Vermeiden Sie daher eine Südausrichtung Ihres Schlafzimmers. Bei einer Nordausrichtung ist die Sonnenbestrahlung über den Tag hinweg wesentlich geringer und kühlt so das Zimmer automatisch ab. Eine sorgfältige Isolierung wirkt sich ebenfalls positiv auf Ihr Raumklima aus. Als besonders guter Wärmeschutz haben sich Holzfaserplatten und Zellulosedämmstoffe erwiesen.

Passive Kühlung durch verantwortungsbewusstes Nutzungsverhalten

Halten Sie allein durch die verantwortliche Nutzung von Elektrogeräten sowie dem Tageslichteinfall Ihr Haus im Sommer kühl. Die Bilanz geht dabei ganz einfach auf: Je weniger Strom verbraucht wird, desto weniger Wärmeenergie wird freigesetzt. So bleiben Ihre Innenräume kühler.

Ähnliches gilt auch für das Lüftungsverhalten. Gerade im Sommer ist es empfehlenswert, die Fenster tagsüber nach Möglichkeit geschlossen zu halten. Lüften ist vor allem nachts sinnvoll. Einen zusätzlichen Kühlungseffekt bekommen Sie, wenn Sie außerdem über den Tag hinweg die Rollläden oder Jalousien weitestgehend geschlossen halten.

4. Kostenfaktor passive Kühlung

Wieviel Sie i Ihre Passive Kühlung investieren müssen, verrät ihnen Ihr Bauportal Tipp-zum-Bau.

Immer cool bleiben: Die Passive Kühlung kann billiger sein als zunächst angenommen.

Grundsätzlich ist es schwierig, sich einen pauschal gültigen Kostenüberblick für passive Kühlsysteme zu verschaffen. Es gibt einerseits viele verschiedene Arten passiver Kühlung, welche zum Teil auch in Kombination mit bereits installierten Heiztechnologien funktionieren. Andererseits variieren die Kosten je nach Hersteller.
Hier eine kurze Übersicht der zu erwartenden Kosten für die Nutzung in Einfamilienhäusern:

Passives KühlsystemKostenpunkteGesamtkosten
Verdunstungskühlung• Niedrige Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten.
• Strom- und Wasserpreis wirkt sich auf die Gesamtkosten aus.
• Kosten variieren je nach System und Leistungsumfang.
• Installation:
500 bis 5.000 €.
• Wasser und Strom:
bis zu 2.500 € im Jahr.
Wärmepumpe• Oftmals hohe Installationskosten.
• Erschließung, Zubehör und einmalige Anschaffung eines Wärmepumpen-Pufferspeichers.
• Strompreis und Wartungskosten fallen an.
• Installation:
5.000 bis 22.000 €.
• Wartung und Strom:
700 bis 1.200 € pro Jahr.
Erdluftbrunnen• Preise variieren je nach Installationsart und Leistungsumfang.
• Für eine genauere Kalkulation fragen Sie am besten Ihren Heizungsbauer.
• Ca. 2.700 €, unter Umständen auch mehr.
Latentwärmespeicher• Je nach Speichermedium variiert auch hier der Preis.
• Regelmäßige Wartung erhöht die Kosten.
• Installation:
900 bis 4.500 €.
• Wartung:
150 bis 250 € pro Jahr.
Thermische Bauteilaktivierung• Niedrige Wartungskosten.
• Preis variiert je nach Baumaterial.
• Kosten fallen vor allem für Montage und Verteiler an.
• 2.000 bis 5.500 €.

5. Vor- und Nachteile passiver Kühlung auf einen Blick

Tipp-zum-Bau informiert Sie über die Vor-und Nachteile Passiver Kühlung.

Die passive Kühlung als nachhaltige Investition für Ihr Bauvorhaben.

Die passive Kühlung ist besonders für alle umweltbewussten Bauherren eine lohnende Investition. Mit der richtigen Beratung finden Sie hier aus einer Vielzahl an Möglichkeiten das passende System. Als abschließende Entscheidungshilfe dient Ihnen die folgende Übersicht:

VorteileNachteile
• Umweltfreundlichkeit wegen deutlich reduzierter CO2-Belastung.
• Oft mit Heizsystemen kombinierbar.
• Stromsparend, da je nach System niedrige bis gar keine zusätzlichen Energiekosten anfallen.
• Passive Kühlsysteme bestechen durch eine vergleichbar einfache Handhabung.
• Kein störender Geräuschpegel.
• Für den menschlichen Organismus gesundheitlich unbedenklich.
• In der Regel langsamerer Kühlprozess als bei klassischen Klimaanlagen.
• Natürliche Schwankungen der Kühlleistung sind unvermeidbar.
• Anschaffung je nach System relativ kostenintensiv.