COOL-KIT
Modulare Lösungen zur Integration von Kühlung in Gebäude der Gründerzeit
Die Gebäude aus der Gründerzeit (erbaut ca. zwischen 1848 und 1918) und ihre typischen Blockstrukturen bilden ein zentrales Rückgrat österreichischer Städte. Innerhalb der Stadtzentren besteht etwa 30 % des Gebäudebestands aus gründerzeitlichen Bebauungsstrukturen. Allein in Österreich werden mehr als 40.000 gründerzeitliche Gebäude genutzt, die je nach Berechnungsmethode zwischen 670.000 und 800.000 Menschen als Wohnsitz dienen. Die gründerzeitliche Blockrandbebauung entspricht in zahlreichen Merkmalen aktuellen städtebaulichen Leitbildern (z.B. „die Stadt der kurzen Wege“, „die nutzungsgemischte Stadt“, „die kompakte Stadt“ usw.). Dennoch belastet der hohe Versiegelungsgrad das sommerliche Mikroklima und trägt zur Bildung von Wärmeinseln bei, nicht zuletzt wegen des fehlenden Grüns im Straßenraum und der schlechten Durchlüftung der Innenhöfe. Aufgrund fehlender übergreifender Ansätze zur Kühlung dieser wichtigen Gebäudegruppe wird der derzeitige Wildwuchs an ineffizienten Einzelkühlsystemen (meist Einzel-Splitgeräte) zunehmend zu einer energietechnischen, akustischen und architektonischen Belastung.
Der globale Energieverbrauch für Raumkühlung hat sich zwischen 1990 und 2016 mehr als verdreifacht. Raumkühlung, in der Regel durch eine strombetriebene Klimaanlage, trägt schnell zunehmend zur ohnehin hohen Energienachfrage bei. Fast ein Fünftel des gesamten Stromverbrauchs in Gebäuden wird mittlerweile für die Kühlung benötigt.
Zielsetzung
Ziel des Projekts ist es dem derzeitigen Wildwuchs an ineffizienten Einzelkühlsystemen entgegenzusteuern, indem Kühlsysteme entwickelt werden, welche auf unterschiedlichen Wärmesenken (Erdreich, Luft, indirekt über Mikronetze) und verschiedenen aktiven Kälteabgabe-Technologien (Bauteilaktivierung, Gebläsekonvektoren, Radiatoren) basieren. Mit diesen und weiteren Maßnahmen soll die Effizienz der Kühlung in Gebäuden aus der Gründerzeit erhöht und damit der Energieverbrauch und die damit zusammenhängenden Emissionen minimiert werden.
Vorgehensweise und Methodik
Neben der Entwicklung von Kühlsystemen wird auch auf passive Ansätze, wie die Beschattung oder Nachtlüftung gesetzt. Prädiktive Regelungstechnik sorgt für den optimalen, bestenfalls emissionsfreien, Betrieb und die Nutzung von PV-Strom und Erdkälte. Anlagen- und Betriebskonzepte werden unter Berücksichtigung der Synergien mit dem Heizbetrieb entwickelt. Der Einsatz von Kühldecken wird zur Senkung der Heiz-Systemtemperaturen genutzt, um die ganzjährige Effizienz zu steigern und die Temperatur-Anforderungen z.B. an die Fernwärmeversorgung zu senken. Ausgewählte Systemkonfigurationen werden in mehreren Gebäuden der beteiligten Universitäten implementiert, prädiktive Regelungsansätze mit Hilfe eines digitalen Zwillings auf Basis einer IoT-Plattform getestet und energietechnisch, komfortbezogen, ökonomisch und ökologisch umfassend evaluiert. Die gewonnenen Erfahrungen, Simulationsstudien, sowie Markt- und Stakeholder-Analysen führen zu einem modular strukturierten Bündel an interdisziplinär evaluierten Systemlösungen, dem COOL-KIT.
