BAU-I-3: Kühlgradtage | Umweltbundesamt

BAU-I-3: Kühlgradtage

In den drei Sommerklimaregionen der DIN 4108-2:2013-02, die für den sommerlichen Wärmeschutz von Gebäuden maßgeblich ist, nimmt die Zahl der Kühlgradtage, mit signifikant steigendem Trend zu. Seit 1999 liegen die Kühlgradtage in den drei Regionen durchgängig über dem Mittel der Klimanormalperiode 1961–1990. Die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz steigen deutschlandweit.

Steigende Anforderungen an sommerlichen Wärmeschutz

Die Jahre 2018 und zuletzt 2022 waren die wärmsten Jahre in Deutschland seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Mehr als 20 ⁠Heiße Tage⁠, an denen die Temperatur im deutschlandweiten Mittel auf 30 °C und mehr kletterte, gab es bisher nur 2018. Den Herstellern von Klimageräten und Ventilatoren bescherte der damalige heiße Sommer hohe Umsätze, da die Temperatur in vielen Büros und Wohnungen deutlich außerhalb der Komfortzone lag.
Der bauliche Wärmeschutz soll unter anderem gewährleisten, dass solche Situationen die Ausnahme bleiben und das Innenraumklima in Gebäuden auch bei sommerlich hohen Außenlufttemperaturen erträglich bleibt. Die „Mindestanforderungen an den Wärmeschutz“ einschließlich des sommerlichen Wärmeschutzes beschreibt die gleichnamige DIN 4108-2:2013-02. Die Anforderungen dieser Norm gelten nach dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) von 2020 als Mindestanforderung für den sommerlichen Wärmeschutz von Gebäuden und sind sowohl bei Neubauten als auch bei größeren Erweiterungen einzuhalten.
Um diese Mindestanforderungen räumlich zu differenzieren, unterteilt die DIN Deutschland in die drei Sommerklimaregionen A, B und C. Sommerklimaregion A umfasst die Küstengebiete von Nord- und Ostsee sowie die Mittelgebirgslagen und die Alpen, also die tendenziell kühleren Gebiete. Tendenziell wärmere Gebiete sind der Sommerklimaregion C zugeordnet. Hierzu zählen der Bodensee und der Oberrheingraben, das Rhein-Neckar- und das Rhein-Main-Gebiet, das Mosel- und das Mittelrheintal, das Ruhrgebiet sowie die Stadtregionen Leipzig / Halle und Dresden. Die weiteren Gebiete sind in Region B zusammengefasst.

Diese drei Sommerklimaregionen bilden den räumlichen Hintergrund für die im ⁠Indikator⁠ dargestellten Zeitreihen der Kühlgradtage, die in Anlehnung an ein von der Europäischen Umweltagentur (EEA) verwendetes Verfahren136 berechnet wurden. Auswertungen zu Kühlgradtagen werden als Grundlage herangezogen, um die zeitliche Entwicklung des Kühlbedarfs beziehungsweise der Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz in diesen Regionen abzuschätzen. Die Kühlgradtage sind eine abgeleitete Größe mit der Einheit ⁠Kelvin⁠ * Tag. Sie wird ausgehend von der Überschreitung eines Temperaturschwellenwerts, in diesem Fall 22 °C, berechnet, indem man die Höhe der Überschreitung pro Tag für alle Tage eines Jahres in gewichteter Form aufsummiert. Die Gewichtung richtet sich dabei danach, ob das Tagesmaximum, das Tagesmittel oder sogar das Tagesminimum den Schwellenwert überschreiten. Im ersten Fall ist die Gewichtung am geringsten, im Fall des Tagesminimums am höchsten. Die Daten für die Zeitreihe der Sommerklimaregion A lieferten die ⁠DWD⁠-Stationen Bremerhaven und Stötten auf der Schwäbischen Alb. Für die Sommerklimaregion B wurden die Werte der Stationen Potsdam, Essen und Hamburg-Fuhlsbüttel verwendet, und Region C wird durch die Station Mannheim repräsentiert.
Alle drei Zeitreihen zeigen seit 1951 einen signifikant steigenden Trend. Dabei nehmen die Kühlgradtage in der Sommerklimaregion C (beziehungsweise an der Station Mannheim) schneller zu als in den beiden anderen Regionen. Unabhängig davon zeigt ein Vergleich mit der Klimanormalperiode 1961–1990, dass die Kühlgradtage in allen drei Regionen seit 1999 durchgängig über dem Mittelwert der Jahre 1961–1990 liegen. Das bedeutet, in ganz Deutschland steigen die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz. Folgt man den aktuellen Klimaprojektionen, wird sich diese Entwicklung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts weiter fortsetzen.

Mit dieser Perspektive vor Augen und aufgrund internationaler und nationaler Verpflichtungen, den Ausstoß von Treibhausgasen im Gebäudebereich sukzessive und deutlich zu mindern, gilt es, die steigenden Anforderungen an den Wärmeschutz bei der Gebäudeplanung vorausschauend zu berücksichtigen. DIN 4108-2:2013-02 definiert allerdings nur die Anforderungen, die Neubauten, Gebäudeerweiterungen und neu angebaute Bauteile wie etwa Wintergärten mindestens erfüllen müssen und bezieht sich dabei auf das ⁠Klima⁠ der Jahre 1988 bis 2007. Unter anderem vor dem Hintergrund der sehr warmen Jahre 2018, 2019 und zuletzt 2022 sowie des direkten Bezugs auf die DIN in den Regelungen zum sommerlichen Wärmeschutz im GEG wird derzeit eine Weiterentwicklung von DIN 4108-2:2013-02 vorangetrieben, um die projizierte Klimaerwärmung und ihre Folgen stärker zu berücksichtigen und die Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz daran anzupassen. Bis dies erfolgt ist, liegt es in der Verantwortung der Bauherren, mit Blick auf die stetig steigenden Temperaturen über die Mindestanforderungen der Norm hinaus Vorsorgemaßnahmen zu treffen. Ansatzpunkte sind beispielsweise eine Reduzierung der Fensterfläche und eine geeignete Fensterneigung und -orientierung, eine Verwendung heller Oberflächenfarbe an Dach und Fassade, die Art der Nachtlüftung sowie der Einsatz von Gebäudebegrünung, außenliegender Verschattung, Sonnenschutzverglasung und passiven Kühlungssystemen (siehe Indikatoren BAU-R-2 und BAU-R-3). Unterstützt durch eine präventive Stadt- und Quartiersplanung, die unter anderem für eine gute Durchlüftung und eine hinreichende Ausstattung mit grün-blauer Infrastruktur in den Städten sorgt (siehe Indikator BAU-R-1), kann das Innenklima von Gebäuden so auch bei steigenden Temperaturen in der Komfortzone bleiben.