Kühldecken mit Fensterlüftung – Vergleich von taupunktUNabhängiger und taupunktabhängiger Kühlsegel

Kühldecken mit Fensterlüftung bzw. zentraler oder dezentraler mechanischer Lüftung mit Wärmerückgewinnung sind ein technisch-wirtschaftlich spannendes Thema zur zügigen Erreichung der Klimaziele im Gebäudesektor.

Bei neuen oder energetisch sanierten Gebäuden lässt sich so prinzipiell die Heizung und Kühlung über ein Deckensystem komplett bewerkstelligen. Das reduziert die Anlagenkosten, den Ressourcenverbrauch und erhöht damit die Nachhaltigkeit der Maßnahme.

Jedoch gilt es einiges zu beachten, wenn eine Kühldecke mit Fensterlüftung kombiniert werden soll.

Die Taupunktabschaltung bei taupunktabhängigen Kühldecken ist dabei ein zentraler Aspekt der Betrachtung.

Im Gegensatz dazu stellen taupunktUNabhängige Kühldecken hier eine innovative und bewährte Technologie dar, diese Herausforderung zu umgehen und ein optimales Raumklima mit innovativer Gebäudetechnik zu schaffen.

Herausforderung: Taupunktabhängige Flächenkühlsysteme mit Fensterlüftung

In der Praxis sind Bauherren und Architekten mit folgenden Herausforderungen konfrontiert:

• Begrenzter Platz: Einige Gebäude bieten keinen ausreichenden Platz für die Installation einer zentralen Lüftungs- oder Klimaanlage sowie für die erforderlichen Lüftungskanäle.
• Fehlende Lüftungsanlage: Manche Gebäude verfügen nicht über eine Lüftungsanlage, bzw. Lüftung und der Einsatz einer solchen Anlage in Kombination ist entweder nicht vorgesehen oder nicht gewünscht.
• Kombination von Kühlung und Heizung: In Büros wird oft eine Lösung bevorzugt, die sowohl Kühl- als auch Heizfunktionen über die Decke bereitstellt.
• Mieter und Nutzerpräferenzen: Nutzer wünschen sich oft Heiz- und Kühldecken oder -Segel in Büros, da diese eine angenehme Nutzung bei angemessenen Kosten versprechen. Gleichzeitig möchten sie jedoch die Möglichkeit einer Fensterlüftung haben, um eine Verbindung zur Außenwelt herzustellen.
• Unsicherheiten bezüglich der Performance: Es bestehen Bedenken hinsichtlich der energetischen und raumklimatischen Auswirkungen der Fensterlüftung. Herkömmliche statische Rechenmodelle können die Luftströmungen im Raum und die Heiz- und Kühlbelastung der Kühldecken nicht adäquat berücksichtigen.
• Zu hohe Anlagenleistung: Die erforderliche Anlagenleistung der Decke zum Heizen und Kühlen kann in der Planung als sehr hoch erscheinen. Dadurch entsteht eine potenzielle Überdimensionierung in Leistung und Kosten der Anlagentechnik.
• Taupunktregelung: Kühldecken mit Fensterlüftung können bei hoher Luftfeuchtigkeit aufgrund der Taupunktregelung abschalten, was das Kühlen beeinträchtigt, oder über lange Zeiträume unmöglich macht.
• Auswirkungen des Klimawandels: Es besteht die Frage, wie sich der Klimawandel langfristig auf die Performance und das Raumklima am Standort und das Gebäude auswirken wird.

Diese und noch viele weitere Aspekte sind Fragestellungen, die sich der Bauherr, Architekten, Fachplaner und letztlich auch der Nutzer stellt. In Büros, Hotels und vielen weiteren Gewerbeimmobilien, kommt das Thema daher häufig auf.

Büros kühlen ohne Luft-Klimaanlage: TaupunktUNabhängige Kühldecken mit Fensterlüftung

Der Einsatz von Kühldecken erzeugt eine sehr behagliche Kühlung der Räume. Voraussetzung dafür ist, dass diese auch im Sommer mit den entsprechenden Kühlleistungen und bei angenehmen Raumtemperaturen funktionieren.

Wie bereits beschrieben wünschen sich viele Nutzer eine Kühlung, aber das ohne eine Luft-Klimaanlage.

Hohe Kühlleistungen erfordern es, viel Luft zu bewegen. Das verursacht ab einem gewissen Niveau sehr schnell Zugluft bzw. Bereich in denen das Zugluftrisiko erhöht ist.

Auch psychologische Aspekte, ebenso wie komforttechnische und hygienische Anforderungen und Wünsche, sprechen prinzipiell gegen den breiten Einsatz der Luftklimatisierung.

Das gilt insbesondere für Bereiche, in denen produktive und Komfort-Aspekte eine maßgebliche Rolle spielen, wie z.B.:

• Büroarbeitsplätze
• Pflege-, Gesundheitsbereiche
• Erholungs- und Relax Zonen
• Co-working Bereiche
• Bereiche mit erhöhten Komfortanforderungen und für ungestörtes Arbeiten
• Konferenz und Besprechungsräume

Räume ohne Komfortanforderungen wären z.B. Serverräume oder Archivräume, in denen kein Daueraufenthalt geplant ist.

Als weiterer Faktor sind hygienische Aspekte als Arbeitgeber und Betreiber zwingend zu beachten. Bei Luft-Klimaanlagen können sonst hohe Bußgelder und gesundheitliche Beeinträchtigungen der Nutzer drohen.

Dabei gilt der Grundsatz über die Lüftung Schadstoffe und CO₂ abzuführen und über statische Heiz- und Kühlsysteme, bestenfalls über Wärmestrahlung, die entsprechende Raumwärme dem Raum zuzuführen bzw. abzuführen.

Taupunktabhängige und taupunktUNabhängige Kühldecken und Kühlsegel im Vergleich

Taupunktnachweis

In der Praxis ist bei taupunktabhängigen Flächenkühlsystemen ein Taupunktnachweis zu erbringen. Damit der Nachweis, ob auch bei Spitzenlast die notwendige Kühlleistung zur Verfügung steht.

Wenn diese Berechnung nicht erfolgt, besteht ein erhebliches Risiko, dass die Anlage im Sommer nicht funktioniert.

Dieser kann z.B. durch eine entsprechende Gebäudesimulation auch die dynamischen Verhältnisse, Regelung, Temperaturen und zahlreiche weitere Einflussfaktoren mit einbeziehen und so zu validen Ergebnissen führen. Letztlich wird dadurch die Planung verbessert und die Betriebssicherheit optimiert. Im Detail gehen wir in diesem Beitrag auf die Möglichkeiten der Gebäudesimulation ein.

Zusammenfassend hier ein Vergleich zwischen taupunktabhängigen und taupunktUNabhängigen Kühldecken und Kühlsegeln:

Taupunktabhängige Kühldecken und Kühlsegel

• Bei taupunktabhängigen Kühldecken und Kühlsegeln wird die Kühlung basierend auf der Raumlufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit gesteuert.
• Das System regelt die Kühlleistung so, dass der Taupunkt der Raumluft nicht unterschritten wird, um die Kondensationsbildung an den Oberflächen zu verhindern.
• Die Kühlung erfolgt effektiv, wenn die relative Luftfeuchtigkeit niedrig ist. Bei steigender Luftfeuchtigkeit kann die Kühlleistung jedoch begrenzt oder 0 sein, da das System abschalten muss, um Kondenswasserbildung zu vermeiden.

Taupunktunabhängige Kühldecken und Kühlsegel:

• Bei taupunktunabhängigen Kühldecken und Kühlsegeln wird die Kühlung basierend auf der Raumlufttemperatur gesteuert, unabhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit.
• Das System arbeitet unabhängig von der Taupunkttemperatur und ermöglicht eine gleichbleibende Kühlleistung, unabhängig von den klimatischen Bedingungen.
• Taupunktunabhängige Kühldecken und Kühlsegel bieten eine konstante Kühlleistung, auch bei hohen Luftfeuchtigkeiten.
• Diese Systeme können eine effiziente Kühlung bieten, unabhängig von den externen klimatischen Bedingungen.

Der Vergleich greift nur einige Punkte auf, gibt jedoch eine erste Orientierung.

Der Auswahl eines taupunktabhängigen oder taupunktunabhängigen Kühldecken- oder Kühlsegelsystems liegt die Abwägung der spezifischen Anforderungen und Bedingungen zugrunde. TaupunktUNabhängige Systeme bieten eine konstante Kühlleistung, unabhängig von der Luftfeuchtigkeit.

Für welche Flächen, Büros und Nutzungen sind taupunktUNhängige Kühldecken mit Fensterlüftung geeignet?

Kühldecken und Kühlsegel sind daher ideal geeignet für Bereich, in denen eine Komfortkühlung wichtig ist. Angenehme Temperaturen, zuverlässige Wärmeabführung und keine Beeinträchtigung durch Zugluft und Geräusche.

Kühldecken mit Fensterlüftung eignen sich daher für verschiedene Arten von Flächen, Büros und Nutzungen. Hier sind einige Beispiele:

1. Bürogebäude: Kühldecken mit Fensterlüftung sind ideal für Büroflächen, da sie eine effiziente Kühlung bieten und gleichzeitig eine angenehme Arbeitsumgebung schaffen können. Sie ermöglichen eine gleichmäßige Kühlung im gesamten Raum und vermeiden Zugluftprobleme, die bei herkömmlichen Klimaanlagen auftreten können.
2. Konferenzräume: Kühldecken sind auch für Konferenzräume geeignet, da sie eine geräuschlose Kühlung bieten und den Komfort der Teilnehmer während längerer Sitzungen gewährleisten können. Die Fensterlüftung ermöglicht zudem eine natürliche Belüftung des Raums, was die Luftqualität verbessert.
3. Bildungseinrichtungen: Schulen, Universitäten und andere Bildungseinrichtungen können von Kühldecken mit Fensterlüftung profitieren. Sie sorgen für eine angenehme Lernumgebung für Schüler und Studenten, insbesondere in den wärmeren Monaten des Jahres.
4. Krankenhäuser und Gesundheitseinrichtungen: In Krankenhäusern und anderen Gesundheitseinrichtungen ist eine gute Raumluftqualität von entscheidender Bedeutung. Kühldecken mit Fensterlüftung können dazu beitragen, eine optimale Temperatur beim Heizen und Kühlen und Luftzirkulation in den Räumen zu gewährleisten, was sowohl für Patienten als auch für das medizinische Personal vorteilhaft ist.
5. Einzelhandelsgeschäfte: Kühldecken mit Fensterlüftung können auch in Einzelhandelsgeschäften eingesetzt werden, um eine komfortable Umgebung für Kunden zu schaffen. Die gleichmäßige Kühlung sorgt dafür, dass sich die Kunden länger in den Geschäften aufhalten und somit das Einkaufserlebnis verbessert wird.
6. Hotels: Diese dienen der Erholung und Regeneration. Gerade während des Schlafes bewirkt eine lautlose und stille Temperierung der Räume einen erheblichen Qualitätsgewinn für die Räumlichkeiten. Dadurch sind die Kunden zufriedener.

Damit sind dies Bereiche, in denen normale bis erhöhte Anforderungen an Konzentration, Produktivität und gesundheitliche Aspekte der Nutzer gestellt werden. Einige Beispiele finden Sie in unseren Referenzen.

Case Study – Taupunktabhängige und taupunktUNhängige Flächenkühlsysteme, Fensterlüftung und Gebäudesimulation

Unter diesen Gesichtspunkten haben wir eine Case-Study „Leistungsfähigkeit mit natürlicher Fensterlüftung im Vergleich“ erstellt. Diese können Sie hier direkt herunterladen:

Die Case-Study vergleicht eine taupunktunabhängige Kühldecke mit einer herkömmlichen taupunktabhängigen Kühldecke in Verbindung mit natürlicher Fensterlüftung in einem typischen Büro in Berlin.

Dabei werden gekoppelte energetisch-klimatische Raumklimasimulationen durchgeführt, um die Auswirkungen auf Raumtemperatur, Stromverbrauch, Häufigkeit der Taupunktabschaltung und weitere Faktoren zu untersuchen.

Ergebnisse der Studie

Die Ergebnisse zeigen, dass die taupunktunabhängige Variante einen gesicherten sommerlichen thermischen Komfort bei bis zu 50 % weniger Peak-Kühlleistung bietet und eine zuverlässige und jederzeit aktive Wärmeabführung ohne Taupunktabschaltung ermöglicht.

Außerdem reduziert sie die verlorene Arbeitszeit durch zu hohe Raumtemperaturen um 97 % und ermöglicht einen Betrieb ohne Überschreitung der zulässigen Raumtemperaturen. Der Deckenbelegungsgrad von 23 % erzielt einen höheren thermischen Komfort als 50 % Deckenbelegung.

Inhalte der Case-Study zum Systemvergleich und Lösung

Die Studie ist in verschiedene Abschnitt gegliedert:

1. Einleitung: In diesem Abschnitt wird die Motivation für die Studie erläutert und der Forschungsstand zum Thema taupunktunabhängige Kühlung zusammengefasst.
2. Methodik: Hier wird die Vorgehensweise bei der Durchführung der Studie beschrieben, einschließlich der verwendeten Software und Klimadaten.
3. Ganzjahressimulation: Dieser Abschnitt beschreibt die Ergebnisse der Ganzjahressimulation, einschließlich des Energiebedarfs und des Raumklimas.
4. Systemvergleich: Hier werden die Ergebnisse des Vergleichs zwischen taupunktUNabhängiger und taupunktabhängiger Kühlung dargestellt.
5. Fazit: In diesem Abschnitt werden die wichtigsten Ergebnisse der Studie zusammengefasst, einschließlich des gesicherten sommerlichen thermischen Komforts bei bis zu 50 % weniger Peak-Kühlleistung und einer zuverlässigen Wärmeabführung ohne Taupunktabschaltung. Zusätzlich wird darauf hingewiesen, dass normativ-gesetzliche Rahmenbedingungen mit einem Sicherheitspuffer eingehalten werden können und dass ein Deckenbelegungsgrad von 23 % einen höheren thermischen Komfort bietet als 50 % Deckenbelegung.