Je wärmer es wird, desto mehr Leute kurbeln die Klimaanlage an. Tatsächlich boomt Klimaanlage in Ländern auf der ganzen Welt: Prognosen zufolge könnten bis 2050 rund zwei Drittel der Haushalte weltweit eine Klimaanlage haben, und der Energiebedarf zur Gebäudekühlung wird sich verdreifachen.
Aber wenn die Energie nicht aus erneuerbaren Quellen stammt, wird all diese zusätzliche Nachfrage mehr Treibhausgasemissionen verursachen, die zur globalen Erwärmung beitragen – und natürlich zu heißeren Sommern. Es ist ein Teufelskreis – aber Gebäude können so gestaltet werden, dass sie die Hitze draußen halten, ohne zum Klimawandel beizutragen.
1. Fenster und Beschattung
Das Öffnen von Fenstern ist eine gängige Methode, um Gebäude zu kühlen – aber die Luft im Inneren ist genauso heiß wie draußen. Tatsächlich ist der einfachste Weg, die Hitze draußen zu halten, eine gute Isolierung und gut positionierte Fenster. Da im Sommer die Sonne hoch steht, sind außenliegende horizontale Verschattungen wie Überhänge und Lamellen sehr wirkungsvoll.
Manchmal ist es besser, die Hitze auszuschalten.
Ost- und Westfenster sind schwieriger zu beschatten. Jalousien und Vorhänge sind nicht so toll, da sie die Sicht und das Tageslicht blockieren, und wenn sie innerhalb des Fensters positioniert sind, dringt die Wärme tatsächlich in das Gebäude ein. Aus diesem Grund sind Außenjalousien, wie sie in Frankreich und Italien oft bei Altbauten zu finden sind, vorzuziehen.
2. Farben und Lasuren
Heutzutage werden Dächer mit speziellen Pigmenten gestrichen, die die Sonnenstrahlung reflektieren sollen – nicht nur im sichtbaren Bereich des Lichts, sondern auch im Infrarotbereich. Diese können die Oberflächentemperatur um mehr als 10°C im Vergleich zu herkömmlicher Farbe senken. Auch Hochleistungs-Solarverglasungen an Fenstern helfen mit Beschichtungen, die „spektral selektiv“ sind, was bedeutet, dass sie die Sonnenwärme draußen halten, aber Tageslicht hereinlassen.
Es gibt auch photochrome Verglasungen, die ihre Transparenz je nach Lichtintensität ändern (wie bei einigen Sonnenbrillen), und thermochrome Verglasungen, die bei Hitze dunkler werden, was ebenfalls helfen kann. Sogar thermochrome Farben, die bei Kälte Licht und Wärme absorbieren und bei Wärme reflektieren, werden entwickelt.
3.Baumaterialien
Gebäude, die aus Stein, Ziegeln oder Beton bestehen oder in den Boden eingebettet sind, können sich dank der hohen „thermischen Masse“ dieser Materialien kühler anfühlen – d. h. ihrer Fähigkeit, Wärme langsam aufzunehmen und abzugeben, wodurch die Temperaturen im Laufe der Zeit geglättet werden. macht den Tag kühler und die Nacht wärmer. Wenn Sie schon einmal mitten im italienischen Sommer eine Steinkirche besucht haben, haben Sie wahrscheinlich diesen kühlenden Effekt in Aktion gespürt.
Innen kühler als außen
Leider haben moderne Gebäude oft wenig thermische Masse oder Materialien mit hoher thermischer Masse sind mit Gipskartonplatten und Teppichen bedeckt. Holz wird auch zunehmend im Bauwesen verwendet, und während der Bau von Gebäuden aus Holz im Allgemeinen geringere Umweltauswirkungen hat, ist seine thermische Masse horrend.
4.Hybrid- und Phasenwechselmaterialien
Obwohl Beton eine hohe thermische Masse hat, ist seine Herstellung extrem energieintensiv: 8 % bis 10 % der weltweiten Kohlendioxidemissionen (CO₂) stammen von Zement. Alternativen wie Hybridsysteme aus Holz und Beton werden zunehmend im Bauwesen eingesetzt und können dazu beitragen, die Umweltbelastung zu reduzieren und gleichzeitig die gewünschte thermische Masse bereitzustellen.
Eine andere, spannendere Lösung sind Phasenwechselmaterialien (PWM). Diese bemerkenswerten Materialien sind in der Lage, Energie in Form von latenter Wärme zu speichern oder freizusetzen, wenn das Material seine Phase ändert. Wenn es also kalt ist, geht die Substanz in die feste Phase über (es gefriert) und gibt Wärme ab. Wenn es wieder flüssig wird, nimmt das Material Wärme auf und sorgt so für einen kühlenden Effekt.
PWM können eine noch größere thermische Masse haben als Steine oder Beton – Untersuchungen haben ergeben, dass diese Materialien die Innentemperaturen um bis zu 5 °C senken können. Wenn sie einem Gebäude mit Klimaanlage hinzugefügt werden, können sie den Stromverbrauch durch Kühlung um 30 % reduzieren.
PWM wurden von Forschern als sehr vielversprechende Technologie gefeiert und sind im Handel erhältlich – oft in Deckenplatten und Wandpaneelen. Leider ist die Herstellung von PWM immer noch energieintensiv. Aber einige PWM können ein Viertel der CO₂-Emissionen verursachen wie andere, daher ist die Wahl des richtigen Produkts entscheidend. Und die Herstellungsprozesse sollen im Laufe der Zeit effizienter werden, sodass sich PWM zunehmend lohnen.
5.Wasserverdunstung
Water absorbs heat and evaporates, and as it rises, it pushes cooler air downwards. This simple phenomenon has led to the development of cooling systems, which make use of water and natural ventilation to reduce the temperature indoors. Techniques used to evaporate water include using sprayers, atomizing nozzles (to create a mist), wet pads or porous materials, such as ceramic evaporators filled with water.
The water can be evaporated in towers, wind catchers or double skin walls – any feature which creates a channel where hot air and water vapour can rise, while cool air sinks. Such systems can be really effective, as long as the weather is relatively dry and the system is controlled carefully – temperatures as low as 14°C to 16°C have been reported in several buildings.
But before we get too enthusiastic about all these new technologies, let’s go back to basics. A simple way to ensure AC doesn’t contribute to global warming is to power it with renewables – in the hot weather, solar energy seems the obvious choice, but it takes money and space. The fact remains, buildings can no longer be designed without considering how they respond to heat – glass skyscrapers, for example, should become obsolete. Instead, well insulated roofs and walls are crucial in very hot weather.
Everything that uses electricity in buildings should be as energy efficient as possible. Lighting, computers, dishwashers and televisions all use electricity, and inevitably produce some heat – these should be switched off when not in use. That way, we can all keep as cool as possible, all summer long.