Pflanzen in der School of Design in Singapur

Grünes Gebäude: Im Neubau der School of Design in Singapur herrschen teilweise operative Temperaturen von 28 Grad, dennoch wird es von den Nutzern als angenehm wahrgenommen. (Foto: Rory Gardiner)

Lösungen der Gebäudetechnik für Klimawandel

Der Klimawandel ist für die Gebäudetechnikbranche Chance und Herausforderung zugleich. Einerseits gilt es, die CO2-Emissionen zu reduzieren, andererseits aber auch, die Gebäude an die veränderten klimatischen Bedingungen anzupassen.

Konsequenzen des Klimawandels in der Schweiz

Was in den kommenden Jahren und Jahrzehnten klimatechnisch auf die Schweiz zukommt, hat der Bund vor zwei Jahren in seinen Klimaszenarien 2018 anschaulich aufbereitet. Die Prognosen beruhen auf zwei Emissionsszenarien: Das erste, ­«Weiter wie bisher», trifft die Annahme, dass im Vergleich keine weiteren Massnahmen zum Klimaschutz umgesetzt werden; das zweite, «Konsequenter Klimaschutz», geht davon aus, dass die gesamte Welt das 2-Grad-Ziel konsequent umsetzt.

Die Pro­gnosen zeigen: Selbst wenn von diesem zweiten Szenario ausgegangen wird, sind vier Trends kaum aufzuhalten: trockene Sommer, heftige Niederschläge, schneearme Winter und mehr Hitzetage.

Wie viel Treibhausemissionen entstehen in der Schweiz bei Gebäuden?

Rund 26 Prozent der gesamten Treibhausemissionen der Schweiz werden gemäss Bundesamt für Umwelt von den Gebäuden verursacht. Sie spielen daher eine Schlüsselrolle, wenn es darum geht, die Klimaziele zu erreichen. Jürg Grossen nimmt dabei die Branche in die Verantwortung: «Die Gebäudetechnikbranche muss ihren Beitrag leisten, um das Versprechen des Pariser Klimaabkommens einzulösen und die Energiestrategie 2050 erfolgreich umzusetzen», sagt der Präsident der Grünliberalen Partei Schweiz sowie der Konferenz für Gebäudetechnik-Verbände (KGTV).

Der Dachverband hat kürzlich ein neues Strategiepapier erarbeitet, das konkrete Ziele und Massnahmen definiert und die übergeordnete Vision eines erneuerbar betriebenen Gebäudeparks definiert. «Die KGTV wird alles daran setzen, diese Vision zu verwirklichen», unterstreicht Grossen.

Pläne der Gebäudetechnik-Verbände zur Stärkung der Branche

Er hebt dabei zwei Ziele hervor: einerseits die Branchenverbände zu vernetzen und damit eine stärkere gemeinsame Identität zu schaffen; andererseits alle Beteiligten für die Themen zu sensibilisieren. «Wir wollen positive Botschaften transportieren und uns konstruktiv in die Debatte einbringen», so Jürg Grossen.

Ihm schwebt die Durchführung eines «Gipfels zur Gebäudetechnik» vor, um möglichst alle Stakeholder der Branche zusammenzubringen und gemeinsam Lösungen zu erarbeiten. Der Anlass wie auch die weiteren Mass­nahmen sollen dazu beitragen, die Ge­bäudetechnik auf die öffentliche Agenda zu bringen und als Teil der Lösung für die kommenden Herausforderungen zu ­positionieren.

Wie viel fossile Heizungen müssen ersetzt werden?

Den Beitrag der Gebäudetechnik zum Erreichen der Klimaziele streicht auch Patrick Kutschera heraus. «Um das Netto-Null-Ziel bis 2050 zu erreichen, muss der Gebäudesektor jährlich 30 000 fossil betriebene Heizungen durch erneuerbare Systeme ersetzen», betont der Geschäftsführer von Energie Schweiz. Das entspricht einer Verdreifachung der heutigen Menge.

Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, betreibt Energie Schweiz zusammen mit externen Partnern das Programm «Erneuerbar heizen», das anlässlich der vergangenen Swissbau 2020 offiziell gestartet ist. Es umfasst eine Kommunikationskampagne auf verschiedenen Kanälen, eine Website mit Rechner und Informationen und eine harmonisierte Impulsberatung für den Heizungsersatz. «Wir müssen die Heizung aus dem Keller holen und ins Bewusstsein der Menschen bringen», fordert Kutschera.

Aktueller Stand im Gesetz

«Erneuerbar heizen» ist nur eines von rund 800 Programmen und Projekten, mit denen Energie Schweiz zur Erreichung der Klimaziele beitragen will. Es handelt sich dabei um freiwillige Massnahmen, die mit Anreizen arbeiten. Gleichzeitig ist der Bund daran, auf Gesetzesebene Vorschriften zu erarbeiten.

Die Revision des CO2-Gesetzes wurde Ende 2018 vom Nationalrat verworfen und in der Herbstsession im September 2019 vom Ständerat neu aufgelegt. Nun befindet es sich wieder in der beratenden Kommission des Nationalrats. Wird es umgesetzt, wird neu ein CO2-Grenzwert für Altbauten gesetzlich verankert werden.

Hitzetage sind die grösste Herausforderung des Klimawandels für Gebäude

Unabhängig vom weiteren Verlauf der Verhandlungen um das CO2-Gesetz und der Massnahmen und Vorschriften zur Reduktion der Emissionen ist die Branche aber auch an anderer Front gefordert. Denn schliesslich wird die Temperaturveränderung gemäss den Prognosen selbst bei weltweit optimaler Umsetzung der Klimaziele einsetzen. So ist es unumgänglich, dass sich die Gebäude an die veränderten Bedingungen anpassen.

Die grössten Herausforderungen dürften dabei in der zunehmenden Anzahl an Hitzetagen liegen. In der Stadt Luzern beispielsweise werden sich diese gemäss Prognose im Jahr 2060 verdoppeln oder sogar verdreifachen. Damit droht eine Überhitzung der Gebäude und damit verbunden ein reduziertes Wohlbefinden und eine reduzierte Arbeitsproduktivität der Nutzer.

Besonders in stark besiedelten Gebieten, also Städten und Agglomerationen, ist das Problem durch den Hitzeinsel-Effekt besonders drängend. Der Kanton Zürich hat kürzlich als erster Kanton der Schweiz eine Klimaanalyse für das gesamte Kantonsgebiet durchgeführt und dabei errechnet, dass es 2100 in Agglomerationen bis zu 50 Tropennächte pro Jahr geben könnte. Erschwerend wirkt sich dabei aus, dass bauliche Riegel eine nächtliche Abkühlung erschweren, da sie die Kaltluftströme ablenken.

An welchen Lösungen wird geforscht, um Gebäude der Temperaturveränderung anzupassen?

An der ETH Zürich forscht man deshalb beispielsweise an Ideen und Methoden, wie man Städte und Häuser anders planen kann. Arno Schlüter, Professor für Architektur und Gebäudesysteme, befasst sich mit seinen Teams in Zürich und in Singapur mit aktiven und passiven Systemen der Energieversorgung und Klimatisierung von Gebäuden. Eines davon sind adaptive Gebäudehüllen, die sich besser der Umwelt anpassen können. Ein Beispiel dafür sind Solarfassaden.

Ein anderes Forschungsthema ist das Verhalten der Nutzer und daraus lernende Gebäude. «Wenn wir wissen, wie sich die Nutzer verhalten und was ihre Präferenzen sind, können sich die Gebäude daran anpassen», sagt Schlüter. So sammelt das Forschungsteam Daten und wertet diese aus, um daraus Erkenntnisse für den Bau zu gewinnen.

Gerade dieses Beispiel zeigt, dass es in der Gebäudetechnik der Zukunft nicht nur um technologische Innovationen geht, sondern auch darum, die Umwelt zu beobachten und zu verstehen. Und auch auf Wissen zurückzugreifen, das längst vorhanden ist. «Das Wissen zu energieeffizientem und komfortablem Bauen gab es schon lange, bevor die fossilen Energieträger aufkamen», sagt Schlüter. «Dieses Wissen wollen wir zurück in die Planung bringen.»

Ein Lösungsansatz: adaptiver Komfort

Dabei gilt es auch, sich von festgefahrenen Paradigmen zu verabschieden. «Wir müssen radikal vom Nutzer her denken», sagt der Münchner Klimaingenieur Wolfgang Kessling, der unter anderem den im Januar 2019 eröffneten Neubau der School of Design in Singapur geplant hat, ein Nullenergiegebäude, das nur die Energie braucht, die es selbst produziert. «Im neuen Gebäude herrschen teilweise operative Temperaturen von 28 Grad, dennoch wird es von den Nutzern als angenehm wahrgenommen», führt er aus. Dies dank konsequent geplanter Luftbewegung.

Er beruft sich hierbei auf das Konzept des adaptiven Komforts, das sich ganz darauf ausrichtet, die Gebäude den Bedürfnissen der Nutzer anzupassen. «Mit unserem adaptiven Ansatz erzielen wir einen deutlich höheren Komfort mit geringerem Energieverbrauch.»

Als Klimaingenieur muss Kessling oft zwischen verschiedenen Parteien vermitteln – und damit auch verschiedenen Interessen. Die gleiche Aufgabe, wenn auch auf einer anderen Ebene, hat sich auch die Konferenz der Gebäudetechnikverbände mit ihrer Klimastrategie auf die Fahne geschrieben. «Ich weiss aus eigner Erfahrung, dass Initiativen zur Kooperation oft an Partikularinteressen scheitern können», sagt Nationalrat Grossen. Doch die aktuelle politische Grosswetterlage stimmt ihn optimistisch. «Im Bundeshaus wird ein neuer Wind wehen und eine Dynamik entstehen, die auch die Verbände nicht länger ignorieren können.»