Die klassische Trennung von Heizung und Kühlung hat in der modernen Architektur und im Bauwesen ausgedient. In zukunftsweisenden Gebäuden und Quartieren wird das thermische Management nicht mehr als Einbahnstraße verstanden, sondern als ein vernetzter, ganzheitlicher Kreislauf.
Dieser Beitrag beleuchtet wegweisende Technologien und Best-Practice-Beispiele, die zeigen, wie die Energiewende im Gebäude- und Quartierskontext praktisch gelingt bzw. gelingen kann.
Eisspeicher-Technologie und Solareis
- Das Prinzip: Die Trennung von Heizung und Kühlung ist veraltet. In modernen Gebäuden wird beides als ein einziger thermodynamischer Prozess verstanden. Im Winter entzieht die Wärmepumpe dem Eisspeicher so viel Wärme, dass sich dieser auf 0 Grad Celsius abkühlt. Bei weiterem Wärmeentzug gefriert das Wasser – das sogenannte „Solareis“.
- Hier greift das Latentwärmeprinzip beim Übergang vom flüssigen zum festen Zustand, wodurch der winterliche Wärmebedarf mit einem relativ kompakten Speichervolumen gedeckt wird. Im Sommer sorgt die Sonnenwärme dafür, dass der Speicher regeneriert und das Eis wieder schmilzt.
- Quelle und Vertiefung: Viessmann Eisspeicher-Technik | Energie-Experten Hintergrund
Heat Recovery Systems und VRF-Systeme (Abwärmenutzung im Gebäude)
- Das Prinzip: Anstatt überschüssige Hitze ungenutzt an die Umwelt abzugeben, setzen moderne Reversible Großwärmepumpen und VRF-Systeme (Variable Refrigerant Flow) auf interne Wärmerückgewinnung.
- Einsatzgebiete: Serverräume, gewerbliche Küchen oder sonnenseitige Büros werden gekühlt, während die entzogene Abwärme auf der Kundenseite direkt für die Warmwasserbereitung oder zum Beheizen schattiger Nord-Räume eingesetzt wird.
Anergy Grids (Anergienetze / Fernwärme- und -kälte der 5. Generation – 5GDHC)
- Das Prinzip: Ein „Anergy Grid“ ist ein intelligentes, multidirektionales Wärmenetz, das bei Bodentemperaturen nahe der Umgebungstemperatur (von ca. 5 bis ca. 35 Grad Celsius) betrieben wird. Dezentrale Gebäude nutzen lokale Wärmepumpen, um diese Energie auf das benötigte Heiz- oder Kühlniveau anzuheben.
- Best Practice (ETH Zürich): Auf dem Campus Hönggerberg versorgt ein Niedertemperatur-Verteilnetz (Anergienetz) über mehrere Erdsondenfelder und fünf Energiezentralen die Gebäude. Im Sommer wird Abwärme in den Untergrund eingespeist und im Winter wieder zum Heizen entnommen. Bis 2040 strebt die ETH an, ihre CO2-Emissionen um 80 Prozent zu reduzieren.
- Quelle und Video: Anergienetz ETH Zürich (YouTube) | Intelligentes Fernwärmenetz Dresden
Bidirektionales Laden (Vehicle-to-Home / Vehicle-to-Grid)
- Das Prinzip: Elektrofahrzeuge fungieren nicht mehr nur als reine Stromverbraucher, sondern werden als mobile Speicher aktiv in das Energiemanagement eines Hauses oder Quartiers eingebunden.
- Ein umfangreicher zweijähriger Feldtest der Hager Group, E3/DC und Audi zeigte unter Realbedingungen, dass Haushalte mit bidirektionalem Laden ihren Eigenstromanteil massiv erhöhen und das lokale Netz entlasten können. Allerdings müssen dabei Systemkomponenten und Fahrzeubelektronik nahtlos zusammenspielen.
- Quelle: E3/DC
Bauteilaktivierung und Flächenheizung/-kühlung
- Das Prinzip: Bei der Betonkernaktivierung oder modernen Flächenheizungen werden Rohre direkt in die massiven Bauteile (Decken und Wände) integriert.
- Der Effekt: Die thermische Masse des Gebäudes wird als Speicher genutzt, um Räume mit geringen Vorlauftemperaturen trägheitsarm, aber äusserst effizient sowohl zu heizen als auch zu kühlen.
- Quellen: Zewotherm Bauteilaktivierung | Uponor Contec
Infrarotheizungen im modernen Wohnungsbau
- Der Kontext: Obwohl meist als Direktheizung betrachtet, gewinnen Infrarotheizungen in extrem energieeffizienten Gebäuden (z. B. nach dem KfW-40-Standard oder Passivhaus-Standard mit minimalem Grundwärmebedarf) aufgrund geringer Investitionskosten und schneller Reaktionszeiten an Bedeutung, wenn sie mit Photovoltaik kombiniert werden.
- Quelle: Wir lieben Bau
Diese Beispiele zeigen eindrucksvoll, was schon alles möglich ist und umgesetzt werden kann. Die Gebäudeenergie ist und bleibt der größte Posten beim Gesamtenergieverbrauch. Hier müssen Innovationen weiter für mehr Effizienz sorgen.
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