Ef­fi­ziente und na­ch­hal­tige Kli­makäl­tean­la­gen

Angesichts steigender Temperaturen und längerer Hitzeperioden gewinnt die Klimakälte in der Gebäudetechnik zunehmend an Bedeutung. Gebäude müssen so geplant werden, dass sie den Kühlbedarf minimieren und gleichzeitig ein behagliches Raumklima gewährleisten. Die neue Norm SIA 384/4 Klimakälteanlagen in Gebäuden – Grundlagen und Anforderungen setzt hier Massstäbe und trägt wesentlich dazu bei, dass Klimakälteanlagen nicht nur effizient, sondern auch nachhaltig betrieben werden können. 

Darüber hinaus enthält die Norm umfassende Hinweise für Planung, Bau, Betrieb und Rückbau von Klimakälteanlagen und stellt sicher, dass diese hohe Anforderungen an Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit erfüllen. Damit schafft die Norm die Grundlage für zukunftssichere und energieoptimierte Gebäudekonzepte.

Kühlen und Heizen intelligent koppeln

Ein zentrales Element der Norm SIA 384/4 ist die Einführung des Begriffs der Kälte-Wärme-Maschine. Diese erzeugt sowohl Kälte als auch Wärme, die effizient genutzt werden kann. Gerade in Büro- und Verwaltungsgebäuden entsteht häufig ein Wärmeüberschuss, der ungenutzt bleibt. Die Norm fordert daher, die beim Kühlen entstehende Wärme konsequent zu nutzen, etwa zur Wärmeabgabe an die Heizung. Damit wird die Energie effizient genutzt – nicht nur für die Kälteerzeugung, sondern auch für die Wärmeversorgung. Die eingesetzte elektrische Energie wird «zweifach genutzt».

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Norm ist der ganzheitliche Systemansatz. Betrachtet wird nicht nur die Kältemaschine, sondern das gesamte System – vom gekühlten Raum über die Kälte-Wärme-Maschine bis hin zu den Wärmeverbrauchern und Rückkühlern. Diese systemische Sichtweise ermöglicht es, das Kühlen und Heizen intelligent zu koppeln und so den Gesamtenergieverbrauch zu optimieren. Dadurch wird Energie gespart und der ökologische Fussabdruck der Anlagen deutlich reduziert.

Effizienzanforderung basierend auf EU-Grenzwert 

Ein Kernstück der Norm bildet die Definition klarer Effizienzanforderungen an Kältemaschinen. Grundlage dafür ist der europäische Seasonal Energy Efficiency Ratio (SEER). Der Koeffizient beschreibt die saisonale Energieeffizienz und ermöglicht den Vergleich handelsüblicher Kältemaschinen. Der in der Norm definierte Grenzwert SEER_li ist so festgelegt, dass die besten 50 % der auf dem Markt verfügbaren Geräte diesen Wert erreichen. Damit sind die Anforderungen ambitioniert, aber zugleich realistisch und praxisnah.

Da sich die klimatischen und betrieblichen Rahmenbedingungen in der Schweiz jedoch deutlich von den europäischen Durchschnittswerten unterscheiden, kann der EU-Grenzwert nicht direkt übernommen werden. Der in der SIA 384/4 definierte SEER_li wird daher unter Berücksichtigung verschiedener Einflussgrössen, wie Standort, Kältemittel und Betriebsart bewertet, welche die tatsächlichen Einsatzbedingungen in der Schweiz widerspiegeln.

Effizienzbewertung für reale Betriebsbedingungen

Der Standort hat einen wesentlichen Einfluss auf die Effizienz, da die Höhenlage die mittlere Aussentemperatur bestimmt. In höheren Lagen liegt diese ganzjährig tiefer, wodurch weniger Kälteenergie benötigt wird. Dieser Effekt wird in der Bewertung durch eine geringere Gewichtung berücksichtigt. Auch die Wahl des Kältemittels beeinflusst die Effizienzbewertung. 

Natürliche Kältemittel werden aufgrund ihres geringen Treibhauspotenzials gegenüber synthetischen Stoffen, die eine höhere Umweltbelastung verursachen. bevorzugt. Ebenso berücksichtigt die Norm die Betriebsart der Anlage: Wird die beim Kühlen entstehende Wärme aktiv genutzt, resultiert ein deutlich höherer Gesamtertrag. Diese aktive Wärmenutzung gilt als besonders effizient und wird gegenüber dem reinen Kältemaschinenbetrieb besser bewertet.

Durch diese Korrekturfaktoren kann der berechnete SEER nach SIA 384/4 tiefer ausfallen als der in der EU-Norm definierte Wert. Der EU-Mindestwert ist jedoch in jedem Fall einzuhalten. Die Effizienzbewertung berücksichtigt damit realistische Betriebsbedingungen, ohne die europäischen Mindeststandards zu unterschreiten.

Das System als Ganzes muss effizient sein

Die Effizienz einer Kältemaschine lässt sich nicht isoliert betrachten, sie steht immer im Zusammenhang mit der Gesamtkonzeption der Kälteanlage. Welche Leistung eine Maschine tatsächlich erbringen muss, ergibt sich aus der übergeordneten Planung des Systems. Die Norm hat daher nicht nur die Effizienz der Maschinen im Fokus, sondern betrachtet die Anlagen-Effizienz als Ganzes. 

Diese hängt wesentlich von der Festlegung der Kälteleistung, den gewählten Systemtemperaturen, der hydraulischen Einbindung, der Speicherbemessung (abhängig von den verschiedenen Verdichtern) und der Nutzung natürlicher Kühlung ab. Die Norm gibt hier klare Vorgaben, die helfen, eine hohe Effizienz zu erreichen. Beispielsweise lässt sich über das Systemwahl-Diagramm anhand von Kälteleistung und Kaltwassertemperatur die geeignete Kältemaschinenkonzeption ableiten. 

Ein wirtschaftlicher und sicherer Betrieb hängt neben der sorgfältigen Auslegung aller Komponenten auch von der Regelstrategie und der Abstimmung der Nahtstellen zur Gebäudeautomation ab. Nur so kann ein optimaler Betrieb über den gesamten Lastbereich hinweg gewährleistet werden.

Planung und Betrieb

Die SIA 384/4 richtet sich an Planende, Ausführende, Betreiber, Architekturschaffende und Behörden. Die Nutzungsvereinbarung muss zentrale Anforderungen wie Nutzungsflexibilität, Raumtemperaturen, Betriebs- und Wartungskonzepte festhalten. Für den Betrieb und die Instandhaltung werden klare Vorgaben gemacht: Regelmässige Wartung, energetische Betriebsoptimierung und eine transparente Dokumentation sind Pflicht. Die Norm beschreibt detailliert, wie Messkonzepte, Kontrollmessungen und Abnahmen durchzuführen sind. Auch der Rückbau und die umweltgerechte Entsorgung der Anlage werden behandelt.

Ablösung der SIA 382/1:2014

Die neue Bewertungsmethodik der SIA 384/4 unterscheidet sich deutlich von ihrer Vorgängerversion SIA 382/1:2014. Sie trägt der technischen Entwicklung und der laufenden Verschärfung der Energieeffizienzvorschriften Rechnung und betrachtet das Klimakältesystem als Ganzes. Die Effizienzbeurteilung nach SIA 384/4 ist ab sofort möglich und sollte bei zukünftigen Projekten konsequent angewendet werden. 

Neben der Norm soll Mitte Dezember 2025 die überarbeitete Fassung des Fachbuchs «Klimakälte heute» erscheinen, das als praxisorientierte Planungsgrundlage dient und die Umsetzung der SIA 384/4 in der Planung unterstützt.