Der Klimawandel bringt für Österreich vermehrte Hitzetage mit sich. Deshalb kommt bei der Planung und Errichtung von Gebäuden dem Schutz vor sommerlicher Überwärmung eine zunehmende Bedeutung zu. Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass nicht, wie vielfach angenommen, die speicherwirksame Masse entscheidend ist, sondern vielmehr kühlungswirksamer Luftwechsel und Beschattung zählen. Darauf muss folglich bei allen Bauweisen – egal, ob in Holz, Ziegel oder Stahlbeton – geachtet werden.
Die Klimaprognosen lassen für Österreich steigende sommerliche Temperaturen und ausgedehnte Hitzeperioden erwarten. In Wien wird sich die Zahl der Tropentage mit über 30° Celsius in den nächsten 25 bis 50 Jahren auf 20 Tage pro Jahr verdoppeln. Jene Gebäude, die wir heute errichten oder sanieren, werden von den Auswirkungen des Klimawandels betroffen sein. Daher kommt künftig dem Schutz vor Gebäudeüberhitzung zunehmende Bedeutung zu. Betrachtet man die Ursachen des Klimawandels, sollte der Energieeinsatz dafür möglichst gering gehalten werden, d.h., der Einsatz energieintensiver Klimatisierung im besten Fall gänzlich vermieden werden.
Aktuelle Forschungsergebnisse aus der Bauphysik
Im Rahmen eines Forschungsprojekts im Labor für Bauphysik der TU Graz wurde unter Federführung von Heinz Ferk und Daniel Rüdisser untersucht, wie verschiedene gängige Bauweisen auf die zukünftigen klimatischen Bedingungen reagieren und welche Faktoren einen relevanten Einfluss auf die Sicherstellung des thermischen Komforts im Sommer haben werden. Es wurden vier Grundtypen von Bauweisen – Stahlbeton-, Ziegel-, Brettsperrholz- und Holzrahmenbau – betrachtet und umfangreiche Simulationen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Variationen von Beschattung und Luftwechsel durchgeführt.
Nicht die speicherwirksame Masse entscheidet
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die speicherwirksame Masse der Gebäude nicht die Rolle spielt, die ihr bislang oft zugedacht wurde. Zieht man die über die gesamte Sommerperiode (1. Mai bis 30. September) gemittelten Temperaturwerte heran, zeigt sich zwar der zu erwartende Unterschied zwischen den Bauweisen (die leichten Bauweisen weisen höhere Temperaturmittelwerte auf als die schweren), jedoch liegen die Differenzen so eng beieinander, dass der speicherwirksamen Masse letztlich eine geringe Relevanz zukommt. Der Temperaturunterschied zwischen leichtester und schwerster Bauweise liegt bei allen simulierten Szenarien bei maximal 0, 2° Celsius. Hingegen können – wie die untersuchten Szenarien darlegen – mit erhöhter Beschattung und effektivem Luftwechsel die mittleren Sommertemperaturen gleich um mehrere Grad Celsius gesenkt werden.
Nicht über 27° Celsius mit Wärmeschutzmaßnahmen
Neben den Temperaturmittelwerten wurde auch die Anzahl jener Stunden ermittelt, in denen es zu Temperaturen von über 27° Celsius kommt. Hier werden die Unterschiede zwischen den Bauweisen deutlicher wahrnehmbar – aber auch in diesem Fall ist zu erkennen, dass die markanteren Einflüsse mit Luftwechsel und Beschattung erzielt werden. Bei funktionierendem Beschattungskonzept und effektiver Nachtlüftung gelingt es bei allen Bauweisen, die Raumtemperaturen dauerhaft unter 27° Celsius zu halten.
Holz reagiert schneller auf Temperaturschwankungen
Betrachtet man die Tagesverläufe der Temperaturen, zeigt sich jener Effekt, den die speicherwirksame Masse tatsächlich hat. Sie hat Auswirkungen auf die Reaktionszeit von Gebäuden bei Temperaturschwankungen. Die speicherwirksame Masse kann hier positiv wirken, wenn es etwa bei schweren Bauweisen infolge der Tageserwärmung nicht so schnell zu Anstiegen der Raumtemperatur kommt, aber auch kontraproduktiv, wenn die nächtliche Abkühlung verzögert wird. In diesem Fall kann eine leichte Bauweise in Holz von Vorteil sein, weil sie schneller reagiert.
Optimierungen für die Zukunft
In Zukunft gilt es, in der Planung vermehrte Aufmerksamkeit auf die Herstellung eines möglichst hohen natürlichen Luftwechsels zu legen – etwa durch richtige Anordnung der Grundrisse mit Querlüftungsmöglichkeit, optimale Ausrichtung hinsichtlich der sommerlichen Hauptwindrichtung oder großzügig dimensionierte Zu- und Abluftöffnungen unter Nutzung der Winddruckdifferenzen und des thermischen Auftriebs. Ebenso sollten von Planungsbeginn an Beschattungsvorrichtungen als integrale Bestandteile des Gebäudekonzepts verstanden werden.