Passive Kühlung: Funktion, Vorteile & Kosten

In Zeiten erhöhten Umweltbewusstseins und steigender Energiekosten gewinnt die effektive Raumkühlung ohne übermäßigen Ressourcenverbrauch im modernen Bau immer mehr an Bedeutung. Hierbei rückt die passive Gebäudekühlung als innovative Technik vermehrt in den Fokus. Durch die Nutzung natürlicher Prinzipien ermöglicht passive Kühlung nicht nur angenehme Raumtemperaturen, sondern bietet auch eine Reihe von ökologischen und ökonomischen Vorteile.

Alles auf einen Blick

• Passive Kühlung bietet eine umweltfreundliche und energiesparende Lösung zur Gebäudekühlung.
• Diese Kühlung wird auch als „passive cooling“ oder „natural cooling“ bezeichnet und nutzt unter anderem Wärmesenke zum Kühlen.
• Passive Kühlsysteme leiten durch natürliche Prozesse Wärme ab und vermeiden Zugluft, während aktive Kühlung mechanische Systeme und Kältemittel verwendet.
• Erdgebundene Wärmepumpen, Verdunstungskühlung, Latentwärmespeicher und Erdluftbrunnen sind für eine solche Art der Kühlung geeignet.

Was ist eine passive Kühlung?

In den Sommermonaten erreichen die Temperaturen immer wieder neue Rekorde. Ohne eine geeignete Gebäudekühlung wird es dann kaum noch möglich sein, im Sommer in den eigenen vier Wänden eine angenehme Raumtemperatur zu schaffen. Für ältere Menschen und Kinder kann extreme Hitze sogar gesundheitsgefährdend sein. Herkömmliche Klimaanlagen sind jedoch nicht sehr umweltfreundlich und feuern daher den Klimawandel und somit die steigenden Temperaturen nur weiter an. Zudem lassen sie die Energiekosten in die Höhe schnellen, weshalb die passive Gebäudekühlung als umweltfreundliche, energiesparende sowie einfache Alternative gilt.

Die passive Kühlung wird auch als „passive cooling“ oder „natural cooling“ bezeichnet. Die in einem System erzeugte Wärme kann bei dieser Variante ohne die Verwendung von natürlichen Kältemitteln und der dazugehörigen Technik abgekühlt werden. Hierfür ist der Temperaturunterschied zu einer sogenannten Wärmesenke entscheidend.

Was ist der Unterschied zwischen aktiver und passiver Kühlung?

Im Vergleich zur passiven Kühlung existiert auch die sogenannte aktive Kühlung, die jedoch weniger umweltfreundlich ist. Dies liegt daran, dass für diese Art der Kühlung wesentlich mehr Energie benötigt wird. Das Prinzip der aktiven Kühlung, oder auch „active cooling“, basiert auf mechanischen Systemen, die elektrisch betrieben werden. Bei herkömmlichen Klimaanlagen wird die warme Raumluft entzogen, durch einen Kühlprozess mittels Kältemittel abgekühlt und anschließend wieder in den Wohnraum zurückgeführt.

Ein passives Kühlsystem hingegen verlässt sich auf natürliche Prozesse zur Gebäudekühlung, wie zum Beispiel Verdunstung und Wärmesenke. Es wird überschüssige Wärme aktiv aus dem Raum abgeleitet. Während bei der aktiven Kühlung durch Klimatisierung die Raumtemperatur konstant auf einem niedrigen Level gehalten wird, zielen passive Kühlsysteme darauf ab, eine Überhitzung der Räume zu verhindern.

Passive Kühlung: Funktion und Arten

Es gibt unterschiedliche Methoden, Ihre Wohnräume mit passiven Maßnahmen zu kühlen. Besonders interessant ist hierbei das Thema Wärmepumpe. Erdgekoppelte Wärmepumpenarten können nicht nur zum Heizen eingesetzt werden, sondern können gleichzeitig zum Kühlen dienen. Darüber hinaus gibt es noch weitere Möglichkeiten der passiven Kühlung.

Wie funktioniert passive Kühlung?

Bei der modernen Hausplanung sollten für einen nachhaltigen und zukunftssicheren Bau verschiedene Methoden für eine passive Gebäudekühlung verglichen werden. Im Grunde werden natürliche Elemente oder Systeme eingebaut, um eine angenehme Wohntemperatur zu schaffen.

Hierbei kann zwischen natürlichen und technischen Varianten unterschieden werden. Fassadenbegrünung sowie die Auswahl heller Fassadenfarbe zählen ebenfalls zu Methoden der natürlichen, passiven Kühlung. Weitere natürliche Maßnahmen sind zum Beispiel ein effektiver Sonnenschutz oder eine gezielte Anordnung der Fenster, Räume und Türen, um einen natürlichen Luftstrom beim Lüften zu fördern. Passive, technische Lösungen für die Hauskühlung arbeiten ohne Kältemittel und Verdichter. So sparen sie im Vergleich zu normalen Klimaanlagen einiges an Energie ein. Passive Kühlsysteme machen sich Wärmesenken (Temperaturunterschiede zwischen zwei Standpunkten) zunutze, um Wärme abzuführen. 

Welche Möglichkeiten der passiven Gebäudekühlung gibt es?

Es gibt verschiedene Varianten ein Gebäude mit einer passiven Kühlung auszustatten. Neben der Verdunstungskühlung, dem Latentwärmespeicher sowie dem Erdluftbrunnen, zählt die Wärmepumpe mit passiver Kühlfunktion wohl zur praktischsten Variante.

Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe kann nicht nur als Heizung dienen, sondern auch Ihren Wohnbereich kühlen und so bei besonders hohen und niedrigen Außentemperaturen für ein angenehmes Raumklima sorgen. Im Grunde werden zwei sogenannte Wärmetauscher verwendet, von denen sich einer im Haus und der andere im Außenbereich in der Erde befindet. Durch Rohre sind die beiden Wärmetauscher miteinander verbunden. In diesen Rohren befindet sich zum Beispiel Wasser, das hier als Kältemedium dient. Die im Haus bestehende Wärme wird durch das Kältemedium aufgenommen und nach draußen ins Erdreich abtransportiert. Die Temperatur sinkt hierdurch, sodass auch das Kältemedium erkaltet, bevor es wieder in den Wärmetauscher gelangt, der sich im Haus befindet.

Das passive Kühlen ist nicht mit allen Arten von Wärmepumpen möglich. Hier eignen sich erdgekoppelte Wärmepumpen zum Heizen und passiven Kühlen, wozu die Grundwasserwärmepumpe und Erdwärmepumpe zählt. Je nach Art wird entweder die niedrige Erdtemperatur oder die niedrige Wassertemperatur des Grundwassers zur Kühlung verwendet.

Anders als beim aktiven Kühlen kommt bei der passiven Kühlung kein Verdichter zum Einsatz. Das bedeutet, dass deutlich weniger Energie verbraucht wird, sodass auch die Stromkosten erheblich sinken. Lediglich die Umwälzpumpen müssen ihre Arbeit verrichten. Besitzen Sie bereits eine Wärmepumpe zum Heizen, können Sie ein passives Kühlsystem in der Regel nachrüsten.

Der Vorteil der passiven Kühlung mit einer Wärmepumpe liegt eindeutig in der hybriden Funktion. Denn diese Heizung können Sie im Sommer zum Kühlen und im Winter zum Heizen verwenden. Grundsätzlich lässt sich die Temperatur im Haus mithilfe einer Wärmepumpe um circa fünf Grad Celsius absenken.

Verdunstungskühlung

Hierbei handelt es sich um ein einfaches System, das als passives Kühlsystem eingesetzt wird. Durch die Hitze von außen bildet sich an feuchten Stellen Kondenswasser. Dieser physikalische Prozess wird für die Verdunstungskühlung genutzt. Sie benötigen für das passive System Wasser und müssen im Haus entsprechend Luftkanäle verbauen. Durch die Kanäle wird das kühle Verdunstungswasser durch das Gebäude geleitet. 

Latentwärmespeicher

Auch der sogenannte Latentwärmespeicher ist für das passive Kühlen geeignet. Hierbei wird Wärmeenergie durch einen Phasenwechsel (zum Beispiel von fest zu flüssig) eines Materials aufgenommen und gespeichert. Salzhydrate besitzen diese Eigenschaft. Dies ermöglicht eine effiziente Speicherung von großen Mengen an Wärmeenergie auf kleinem Raum. Sicherlich kennen Sie die kleinen Handwärmer, die sich im Winter ideal für unterwegs eignen. Diese können immer wieder erwärmt und somit mehrmals genutzt werden. Der Latentwärmespeicher nutzt dasselbe Prinzip, jedoch in einem deutlich größeren Ausmaß. Die gespeicherte Wärme kann dann bei niedrigen Temperaturen wiederum zum Heizen genutzt werden.

Erdluftbrunnen

Eine weitere effektive und obendrein passive Maßnahme, um Ihre Wohnräume zu kühlen, ist der sogenannte Erdluftbrunnen. Wie bei einer Wärmepumpe, werde auch hier die niedrigen Temperaturen im Erdreich zum Kühlen genutzt. Der Erdluftbrunnen ist mit einem passiven Lüftungssystem ausgestattet, das unterirdisch verläuft und im Haus endet. Der natürliche Filter, der aus Kies und Sand besteht, sorgt zudem für eine saubere Luft ohne Pollen. Somit ist diese Variante auch hervorragend für Allergiker geeignet.

Lassen Sie sich am besten von einem Fachbetrieb ausführlich über die optimale Variante für Ihr Zuhause beraten, um eine effiziente und langfristige Lösung für Ihren Kühlbedarf zu finden.

Vorteile und Nachteile: passive Gebäudetechnik

Im Vergleich zur aktiven Kühlung, bei der durch einen hohen Stromverbrauch folglich auch hohe Energiekosten entstehen können, bietet das passive Kühlen zahlreiche Vorteile. Auf diese, aber auch auf die wenigen Nachteile möchten wir nachfolgend ausführlich eingehen.

Welche Vorteile hat die passive Kühlung?

Einer der größten Vorteile ist sicherlich der niedrige Energieverbrauch und zugleich die umweltfreundliche Betriebsweise. Sie können in den Räumen Ihres Hauses für kühle Luft sorgen, ohne der Umwelt zu schaden oder eine hohe Stromrechnung zu erwarten. Besitzen Sie bereits eine Wärmepumpe und möchten Ihr Heizsystem jetzt auch zum Kühlen nutzen, ist eine Nachrüstung in der Regel möglich. Der Kauf von Wärmepumpen wird zudem durch den Staat gefördert. Entscheiden Sie sich für eine Wärmepumpe mit passiver Kühlfunktion, können Sie ganzjährig zuverlässig heizen und kühlen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei der passiven Kühlung im Haus keine Zugluft entsteht, wie dies bei der Klimaanlage der Fall ist.

Welche Nachteile hat die passive Kühlung?

Ein entscheidender Nachteil im Vergleich zu der klassischen Klimaanlage ist die Kühlleistung. Diese kann nämlich nicht mit Knopfdruck individuell eingestellt werden und ist meistens niedriger. Im Sommer steigen die Temperaturen des Erdreichs sowie des Grundwassers ein wenig an, was dazu führt, dass die Kühlleistung im Verlauf des Sommers abnehmen kann. Zusätzlich benötigt ein passives Kühlsystem mehr Zeit, bis der gewünschte kühlende Effekt spürbar wird. Die Luftfeuchtigkeit kann durch diese Art von Kühlung zudem nicht reguliert werden.

Vor- und Nachteile in der Übersicht:

Für weitere Informationen sollten Sie sich am besten an einen Experten wenden, der Sie bei der Planung und Umsetzung unterstützt. So gehen Sie sicher, dass Sie sich für ein verlässliches und langlebiges Kühlsystem für die Zukunft entscheiden.

Was kostet es, ein Gebäude passiv zu kühlen?

Wenn Sie die Luft in Ihren Wohnräumen mit einem passiven Kühlsystem regulieren möchten, sollten Sie sich natürlich mit den Kosten auseinandersetzen. Hierbei sind jedoch nicht nur die Anschaffungs-, sondern auch die Betriebskosten zu bedenken. Die Kühlung mithilfe einer Wärmepumpe ist wohl die praktischste Variante, da sie im Winter gleichzeitig als Heizung dient.

Entscheiden Sie sich für die Installation einer Erdwärmepumpe inklusive passiver Kühlung, sollten Sie mit Kosten zwischen 20.000 bis 30.000 Euro oder mehr rechnen. In einem Einfamilienhaus belaufen sich die jährlichen Stromkosten abhängig vom Stromanbieter für den Verbrauch auf etwa 500 bis 1.000 Euro, wobei der Großteil der Kosten durch das Heizen verursacht wird. Mit steigenden Strompreisen können diese Kosten entsprechend höher ausfallen. Verglichen mit dem Betrieb einer klassischen Klimaanlage sind die Kosten, die für ein passives Kühlsystem entstehen, jedoch um bis zu 80 Prozent geringer.

Besitzen Sie bereits eine Wärmepumpe, sodass lediglich die Kühlung nachgerüstet werden muss, liegen die Kosten bei etwa 2.000 bis 4.000 Euro.

Informieren Sie sich bei verschiedenen Energieversorgern, ob es spezielle Stromtarife für den Betrieb von Wärmepumpen gibt. Verbinden Sie Ihre Heizung mit einer Photovoltaik-Anlage, dann sorgt das nicht nur für einen geringeren Stromverbrauch, sondern ist auch überaus umweltschonend.

Fazit

Die passive Kühlung der Luft im Wohnraum kann zum Beispiel durch eine Erdwärmepumpe umgesetzt werden. Im Allgemeinen gilt die passive Gebäudekühlung als deutlich stromsparender und umweltfreundlicher. Im Vergleich zu klassischen Klimaanlagen werden für diese Art der Kühlung wenig mechanische Prozesse genutzt. Jedoch ist der Kühleffekt von passiven Modellen verzögert und die Kühlleistung ist im Vergleich niedriger. Vor der Anschaffung einer passiven Kühlung sollten Sie jedoch verschiedene Systeme miteinander vergleichen und letztendlich die Variante finden, die für Ihre individuelle Wohnsituation und für Ihren Bedarf am besten geeignet ist. Neben Wärmepumpen zählen auch Verdünstungskühlung, Latentwärmespeicher sowie Erdluftbrunnen zu den passiven Kühlsystemen.