Rund 30 % des gesamten Energieverbrauchs in den IEA-Staaten entfällt auf Raumwärme, Kühlung, Beleuchtung und Warmwasser in Gebäuden. Das IEA-Technologieprogramm „Energie in Gebäuden und Kommunen“ (EBC) zielt darauf ab, durch Forschung und Innovation die Integration von energieeffizienten und nachhaltigen Technologien im Gebäudebereich zu unterstützen. Seit 2006 ist Österreich im EBC-Programm vertreten und beteiligt sich an Forschungskooperationen in folgenden Themenfeldern:
> Energieeffizienz und nachhaltige Technologien für die Energieversorgung von Gebäuden
> Lüftung und Raumluftqualität in Gebäuden
> Auswirkungen der Energienutzung auf Innenraumqualität und Gesundheit
> Entwicklung und Vergleich von Gebäudesimulationsprogrammen
> Energiemanagementsysteme für Gebäude und Kommunen
> Kommunale und regionale Energieversorgungskonzepte
www.nachhaltigwirtschaften.at/de/iea/technologieprogramme/ebc
 
Im Projekt Resiliente Gebäudekühlung (IEA EBC Annex 80) geht es um die nachhaltige, leistbare und energieeffiziente Klimatisierung von Bauwerken. Ein wichtiger Aspekt ist die Steigerung der Resilienz von Gebäuden gegen Extremwetterereignisse, wie Hitzewellen und Stromausfälle sowie die Sicherstellung von gesundheitsförderlichen Bedingungen für die Gebäudenutzer:innen. Es gibt in diesem Sektor bereits zahlreiche innovative Lösungen, wie Sonnenschutzbeschichtungen (Cool Materials), Beschattung, ventilatives und adiabatisches Kühlen, thermische Bauteilaktivierung, Phasenwechselmaterialien (PCM) und Erdsondenfelder. Die breite Anwendung dieser Konzepte scheitert aber oft an praktischen und wirtschaftlichen Hürden. Es fehlen u. a. wichtige Leistungsindikatoren und Gestaltungsrichtlinien, das Know-how zur Systemintegration sowie passende Normen und Standards.
 
Verschiedene weitere Technologien mit Potenzial für die zukünftige Gebäudekühlung sind aktuell noch in Entwicklung. Dazu zählen advanced glazing technologies, micro-cooling, individuelle Komfortsteuerungen, elektrostatische Luftreinigung, Kombinationen von Komfortlüftung und ventilativer Kühlung sowie hocheffektive Dampfkompressions- und Absorptionskältemaschinen. Die systematische Erhebung und Bündelung der internationalen Forschungsexpertise sowie der Wissenstransfer unter den teilnehmenden Ländern¹ sollen die Weiterentwicklung, Verbreitung und Implementierung der unterschiedlichen Kühlstrategien unterstützen und vorantreiben. Österreich leitet das Forschungsprojekt. Die Teilnahme an der internationalen Zusammenarbeit trägt dazu bei, österreichisches Know-how im Sektor nachhaltiger Gebäudekühlung weiterzuentwickeln, international sichtbar zu machen und neue Märkte zu erschließen.
 
Folgende Ergebnisse wurden bisher erzielt:
> Der aktuelle Stand der Technik einer Vielzahl an gebäudebezogenen Kühltechnologien wurde erhoben und im State of the Art Review (SOTAR) publiziert.²
> Die Resilienz dieser Kühltechnologien wurden anhand definierter Key Performance Indicators analysiert und in Technologieprofilblättern zusammengefasst.
> Ein Handbuch für das Design von resilienter Gebäudekühlung wurde verfasst und wird im Frühjahr 2024 in Kooperation mit REHVA veröffentlicht.
> Anhand von nationalen und internationalen Fallbeispielen wurde die Performance von ausgewählten Technologien in der Praxis erhoben und im Field Studies Report zusammengefasst.³
> Das internationale Konsortium unter österreichischer Leitung strebt ein Nachfolgeprojekt zur Kühlung in Städten und Stadtquartieren an. Das Executive Committee hat der Erstellung eines Project Proposals bereits zugestimmt.
www.nachhaltigwirtschaften.at/de/iea/technologieprogramme/ebc/Iea-ebc-annex-80.php
 
¹ Teilnehmende Staaten: Australien, Belgien, Brasilien, China, Dänemark, Frankreich, Großbritannien, Italien, Kanada, Norwegen, Österreich, Schweden, Schweiz, Singapur, Türkei, USA
² www.building-research.at/10.52776/COXK4763
³ www.building-research.at/10.52776/JIIT7246

COOL-QUARTER-PLUS
Treibhausgasneutrale Kühlung von Büro- und Forschungsquartieren
Das schnelle Wachstum der Städte und die Auswirkungen des Klimawandels führen zu einem weltweiten Anstieg des Kühlbedarfs im Gebäudesektor. Dezentrale Einzelgeräte zur Klimatisierung brauchen viel Energie und haben oft einen schlechten Wirkungsgrad. Außerdem verursachen sie erhebliche Lärmbelastungen und stören das Erscheinungsbild von Gebäudefassaden. Im Projekt COOL-QUARTER-PLUS¹ werden neue Lösungen und Konzepte für die zentrale Kühlung von Gebäuden und ganzen Stadtquartieren entwickelt. Das Projekt konzentriert sich dabei auf Büro- und Forschungsquartiere, da hier die Umsetzung von zentral gesteuerten Maßnahmen aufgrund der Eigentümerstruktur und des Betriebsmanagements leichter umsetzbar ist als in Wohnbauten und Mischquartieren.

Emssionsfreier Betrieb

Die neuen Kühlkonzepte sollen möglichst treibhausgasfrei betrieben werden. Die Kältegewinnung erfolgt vorrangig auf Basis des am Standort generierten Stroms aus Photovoltaik. Die Bandbreite der Kühlsysteme reicht von gebäudezentralen Lösungen, über semizentrale Bündelung der Photovoltaik bzw. der Kältegenerierung, bis zu vollständig quartierszentralen Systemen. Die Konzepte werden als dynamisches Modell abgebildet und in Hinblick auf ihr energietechnisches Systemverhalten analysiert. Darauf aufbauend erfolgt ein Vergleich der Simulationsergebnisse mit langjährigen Messdaten aus einem realen Beispielquartier.

Anpassung an die Nutzer:innenbedürfnisse

Um die Kühlsysteme möglichst effizient und effektiv betreiben zu können, muss das System eng an die Bedürfnisse der Nutzer:innen angepasst werden. Mittels Machine Learning werden dazu Informationen aus bestehenden Systemen analysiert. Via Handy-App soll ein unmittelbares Feedback der Nutzer:innen in den neu entwickelten Systemen ermöglicht werden.

Ökobilanzierung

Im Rahmen des Projekts wird auch eine vergleichende, dynamische Lebenszykluskostenberechnung der Kühlsysteme durchgeführt. Die Ökobilanzierung sowie die Unterscheidung in graue und betriebliche Treibhausgas-Emissionen bilden die Basis für eine ganzheitliche Bewertung der Konzepte und der damit verbundenen gebäudetechnischen Maßnahmen.
www.nachhaltigwirtschaften.at/de/sdz/projekte/cool-quarter-plus.php

Urbaner Kältebedarf in Österreich 2030/2050
Im Auftrag des Bundesministeriums für Klimaschutz (BMK) wird derzeit im Rahmen der F&E Dienstleistung UKÖ 2030/2050 der steigende Kältebedarf in Österreich systematisch aufbereitet². Vor dem Hintergrund der regional unterschiedlichen klimatischen Bedingungen, der typologischen Gebäude- und Siedlungsstrukturen in Österreich sowie verschiedener Komfortanspruchsniveaus wird der zukünftig zu erwartende Kältebedarf im Wohn- und Bürogebäudebestand für die Jahre 2030, 2040 und 2050 quantifiziert. Der Kältebedarf aus den entwickelten Szenarien wird zusätzlich auf Ebene der österreichischen Gemeinden in Kältebedarfskarten geo­grafisch verortet. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden zielgruppenspezifische Schlussfolgerungen und Handlungsempfehlungen für Entscheidungsträger:innen erarbeitet, die bei der Entwicklung und Umsetzung von Klimaschutzmaßnahmen und Klimawandelanpassungsstrategien unterstützen.
nachhaltigwirtschaften.at/de/sdz/projekte/urbaner-kaeltebedarf-in-oesterreich-2030-2050.php

¹ Projektpartner: TU Graz – Institut für Wärmetechnik (Projektleitung), TU Graz – Institut für Softwaretechnologie/Institut für Elektrische Anlagen und Netze/Institut für Tragwerksentwurf, EQUA Solutions AG, simulation services technical solutions GmbH, TB-Starchel Ingenieurbüro GmbH
² Projektpartner: Institute of Building Research & Innovation ZT GmbH (Projektleitung), Vasko + Partner ZT-GmbH, BOKU Institut für Verfahrens- und Energietechnik, BOKU Institut für Raumplanung, Umweltplanung und Bodenordnung