Sommerlicher Wärmeschutz: Wärmeabfuhr

An heißen Sommertagen übersteigt die Außen- die Innentemperatur. In Kombination mit absorbierter Solarstrahlung sowie internen Wärmequellen wie elektrischen Geräten, Kunstlicht und Personen heizen sich die Innenräume schnell über das behagliche Maß auf. Was lässt sich tun, steckt die Wärme im Haus?

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Thermische Speichermassen

Befindet sich die Wärmeenergie bereits im Raum, kann durch ihre Zwischenspeicherung in thermisch wirksamen Speichermassen verhindert werden, dass sie in ihrer vollen Höhe wirksam wird. Außenwände aber auch Geschossdecken aus Sichtbeton oder Mauerwerk können eine solche Speichermasse sein. Sie nehmen an heißen Tagen die Wärmeenergie auf und geben sie verzögert wieder ab, etwa nachts (Nachtauskühlung). Auf diese Weise wirken sich kurzzeitige Temperaturspitzen nicht unmittelbar auf die Innenräume aus. Dauert die Hitzeperiode jedoch länger an, ist diese Maßnahme mitunter nicht ausreichend und die Wärme muss auf andere Weise abgeführt werden.

Natürliche Lüftung

Über weite Teile des Frühjahres und des Herbstes reichen dazu eine manuelle Lüftung oder der Sommerbetrieb der Lüftungsanlage aus. Bei der natürlichen Lüftung (auch freie Lüftung genannt) bestimmen die Gebäudenutzer*innen selbst den Lüftungszyklus und -zeitraum, abhängig von ihrem eigenen Empfinden. Da die Speicherkapazität von Luft jedoch gering ist, sind hohe Volumenströme für eine wirksame Entwärmung des Gebäudes erforderlich.

Besonders effektiv ist die Querlüftung. Dazu bedarf es Öffnungen auf beiden Seiten des Raums, um einen Durchzug zu ermöglichen. Entsprechend ist bei der Planung von Grundriss und Gebäudehülle darauf zu achten, dass sich Fenster oder Balkontüren möglichst gegenüberliegen und die Luftströmung von Raum zu Raum gewährleistet ist. Bei Blockrandbebauungen oder Gebäuden mit tiefen Grundrissen kann die Luftströmung durch schattige oder begrünte Innenhöfe unterstützt werden. Diese bleiben länger kühl als der Straßenraum. Gerade bei kompakten Höfen kann außerdem der sogenannte Kamineffekt (siehe unten) die Wärmeabfuhr beschleunigen.

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Die teils geringe Temperaturdifferenz zwischen Außen- und Innenraum im Sommer erschwert die natürliche Raumdurchlüftung. Bisher hat sich hier die freie Nachtlüftung bewährt, unter der Prämisse, dass auch im Hochsommer die Temperaturen hierzulande deutlich unter das Tagesniveau fallen. Im Zuge des Klimawandels bleibt dieser Effekt jedoch immer öfter aus, da es häufiger zu Tropennächten kommt, in denen die Temperaturen nicht unter 20 °C fallen. 

Darüber hinaus ermöglicht die Lärmbelastung in verkehrsreichen Innenstädten mitunter keinen erholsamen Schlaf bei geöffnetem Fenster. Gerade im Wohnungsbau, wo im Bestand oft keine alternativen Kühlmechanismen vorgesehen sind, sind diese Faktoren ein großes Problem. Auch Anforderungen der Arbeitsstättenverordnung an den Schallpegel im Innenraum können dazu führen, dass das freie Lüften während der Arbeitszeit nur eingeschränkt möglich ist.

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Mechanische Lüftung

Eine Alternative zu Querlüftung und freier Nachtlüftung bietet die Kühlung des Gebäudes über eine Lüftungsanlage. Insbesondere in Nichtwohngebäuden mit ihren mitunter hohen Wärmelasten kann sie erforderlich sein, sie bietet aber auch im Wohnungsbau Vorteile. Die Leistung der Anlagen ist einfacher zu kalkulieren und zu steuern, verglichen mit der freien Lüftung durch Menschenhände. Zudem ermöglichen mechanische Lüftungsanlagen die Wärmeabfuhr, ohne dass Fenster etwa in lauten oder abgasbelasteten Stadträumen geöffnet werden müssen. Mechanische Lüftungsanlagen gehören auch zur Standardausstattung von Hochhäusern, bei denen enorme Windkräfte das Öffnen der Fenster riskant machen.

Um Vorschriften zum Lärmschutz und zum Schutz vor Schadstoffen sowie zur Energieeinsparung vollumfänglich zu erfüllen, wurde in den vergangenen Jahren zunehmend auf gut gedämmte und luftdichte Gebäudehüllen gesetzt. Dadurch werden wiederum die Innenräume anfälliger für Überhitzung und der Kühlbedarf steigt. Der zunehmende Einsatz von Klimatechnik erhöht den Energiebedarf im Gebäudebetrieb. Wegen steigender Energiepreise und Versorgungsunsicherheiten gibt es aktuell Tendenzen, wieder vermehrt auf passive Kühlmechanismen zu vertrauen.

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Kamineffekt in der Fassade

Befindet sich ein Luftraum zwischen der Verkleidung und der Außenwand, spricht man von einer hinterlüfteten Fassade. Dieser Zwischenraum wirkt einerseits wärmedämmend, andererseits kann hier Luft zirkulieren und dabei Feuchtigkeit und Wärme abführen. Das geschieht durch den sogenannten „Kamineffekt“. Gemeint ist die natürliche Aufwärtsbewegung des Luftstroms im Hinterlüftungsraum, bei dem kühle Außenluft von unten einströmt und erwärmte Luft über obere Öffnungen entweicht.

Diesen Kamineffekt macht man sich auch bei Doppelfassaden zunutze. Hier kann die Luft über boden- oder dachnahe Lüftungsklappen in der äußeren Fassadenhaut ein- und ausströmen. Sind die Fenster der inneren Fassadenhaut geöffnet, kann warme Luft aus den Innenräumen angesaugt und mitgeführt werden. Um die gewünschte Kaminwirkung sicherzustellen, sollte der Fassadenzwischenraum an den Lufteinlässen und -auslässen nicht schmaler als 20 cm sein. Er wirkt zugleich wärme- und schalldämmend. Jedoch können sich die Zwischenräume auch stark erhitzen – sofern sie nicht ausreichend mechanisch belüftet und beschattet werden – und machen damit das freie Lüften quasi unmöglich.

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