Welt im Wandel: Energiewende zur Nachhaltigkeit - WBGU

20% gesenkt werden. Ähnlich groß ist das Potenzial
bei der Umstellung von manueller Kontrolle der
Fernwärmenetze auf automatische Regelung.
Fenster
Beim solaren und energieeffizienten Bauen wird
eine neuartige Hülle für ein Gebäude angestrebt, die
Energie-, Licht-, Schall- und Stoffaustausch an Jahreszeiten
und Nutzerwünsche angepasst regelt.
Besonders wichtig sind dabei die Fenster, wobei sich
zwei verschiedene Anforderungen gegenüberstehen:
Während man zur Beleuchtung und (insbesondere
im Wohnungsbau) zur Wärmegewinnung möglichst
viel Sonnenlicht durch ein Fenster in einen Raum
gelangen lassen möchte, muss zur Bewahrung des
Raumklimas gleichzeitig der Wärmeabfluss durch
ein Fenster minimiert werden. Beispielsweise können
in einem Mehrscheibensystem die einander
zugewandten Glasflächen so beschichtet werden,
dass sichtbares Licht in den Raum gelangen kann,
infrarote Wärmeabstrahlung jedoch weitgehend
unterdrückt wird. Eine moderne Dreifachverglasung
kann durch Verwendung selektiver Beschichtungen
und Füllung mit schwerem Edelgas die Wärmeverluste
durch ein Fenster auf das sehr niedrige Niveau
von ca. 0,5 W pro m 2 und K senken (K-Wert = Wärmedämmvermögen
eines Fensters). Vakuumfenster
können zukünftig noch zu einem weiteren Fortschritt
führen.
Um Überhitzung im Sommer zu vermeiden, können
im Fenster optische Schaltfunktionen implementiert
werden, die die optischen Eigenschaften eines
Fensters steuern, ohne seine wärmetechnischen
Eigenschaften signifikant zu beeinflussen und ohne
konventionelle Abschattungsmechanismen (z. B.
Lamellen) zu verwenden. Die technische Entwicklung
geht zu Beschichtungen, deren optische Eigenschaften
in weiten Bereichen reversibel verändert
werden können (z. B. elektrochrome oder gaschrome
Verglasung).
Brauchwassererwärmung
Die Sonnenenergie ist für die Brauchwassererwärmung
wegen der dabei angestrebten verhältnismäßig
niedrigen Temperatur hervorragend geeignet (Kap.
3.2.6.2). Wird komplementär noch fossile oder elektrische
Energie eingesetzt, stellen der Gasbrennwertkessel
oder die Wärmepumpe wie bei der Raumheizung
eine energetisch sehr günstige Lösung dar. Eine
gute Wärmedämmung von Rohren und Boilern
sowie Vorrichtungen zum Wassersparen zählen zu
den einfachen und ökonomischen, aber leider nicht
selbstverständlichen Maßnahmen.
Steigerung der Energieeffizienz 3.5
Raumkühlung
In vielen Ländern wird im Sommer oder ganzjährig
die Raumluft gekühlt. Der weltweite Trend zur Verstädterung
wirkt dabei verstärkend. Bei gleicher
Temperaturdifferenz zur Außenluft ist der Energieeinsatz
zum Kühlen höher als zum Heizen, auch weil
sehr oft schlecht wärmegedämmte Gebäude gekühlt
werden. Vorschläge zur Effizienzsteigerung sind:
• Gebäude: Die Technologien für Klimaanlagen
können verbessert werden, insbesondere sind
automatisierte Komplettlösungen für gewerblich
genutzte Gebäude mit zahlreichen vernetzten
Einzelkomponenten interessant. Kontrollierte
Be- und Entlüftung in Kombination mit Wärmetauschern
und Wärme- oder Kältespeichern bietet
erhebliches Potenzial. Die Möglichkeiten zur aktiven
Gebäudekühlung mit Sonnenenergie wurden
in Kap. 3.2.6.2 dargestellt. Zudem lassen sich Konzepte
zur passiven Kühlung einsetzen, mittels
derer im Sommer mittlerer Breiten auch ohne
Kältemaschinen ein angenehmes Raumklima
erreicht wird. Geeignet sind beispielsweise die
Nachtlüftung und die Betonkernkühlung mit Erdsonden
oder Wärmepumpen. Ein innovativer Weg
führt über die Verwendung mikroverkapselter
Phasenwechselmaterialien, mit denen leichte
Bauten „thermisch schwer“ gemacht werden können.
Hierbei werden die am Tag anfallenden Wärmelasten
durch das Schmelzen der Materialien bei
nahezu konstanter Temperatur gespeichert und
zeitverzögert nachts wieder an die Außenluft
abgegeben.
• Städtebau: Mehr Grünanlagen und eine bessere
Durchlüftung von Gebäudeagglomerationen beeinflussen
das Stadtklima positiv. In Analogie zur
Nahwärme könnten Nahkältenetze mit effizienten
zentralen Kühleinrichtungen sinnvoll sein.
Analog zur KWK bietet sich hier eine Kraft-
Kälte-Kopplung über angepasste thermodynamische
Wärmetransformatoren an.
Kochen
In Industrieländern sollte Strom beim derzeitigen
Energiemix nicht zum Kochen genutzt werden, da
die Nutzung von Gas energetisch vorteilhafter ist. In
Entwicklungsländern sind Flüssiggas- oder Kerosinkocher
den traditionellen Kochstellen mit Holz und
Holzkohle als Brennstoff vorzuziehen (Kap. 3.2.4).
Beleuchtung
Eine gute Nutzung des Tageslichts kann in Bürogebäuden
sowohl Energie bei der künstlichen Beleuchtung
einsparen als auch den Arbeitskomfort erhöhen.
Tageslichtsysteme versuchen daher, den Helligkeitsunterschied
zwischen fensternahen und -fernen
Raumteilen zu verringern und die natürliche
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