Kühllastberechnung
Kühllast berechnen nach VDI 2078
Die Kühllast entscheidet, wie groß Kälteerzeugung und Übergabesysteme ausgelegt werden. Wir zeigen, aus welchen Anteilen sie sich zusammensetzt und mit welchen Richtwerten gerechnet wird.
Die Kühllast ist die Wärmemenge, die einem Raum entzogen werden muss, damit die gewünschte Innentemperatur auch am heißesten Auslegungstag gehalten wird. Sie ist das sommerliche Gegenstück zur Heizlast – rechnet sich aber grundlegend anders.
Während die Heizlast im Wesentlichen von der Gebäudehülle und der Außentemperatur abhängt, wird die Kühllast von inneren Lasten dominiert: Personen, Beleuchtung, Rechnertechnik und Prozesse. In modernen Bürogebäuden übersteigen diese inneren Lasten die äußeren regelmäßig.
Maßgeblich ist die VDI 2078 – die Richtlinie zur Berechnung thermischer Lasten und Raumtemperaturen. Anders als bei der Heizlast reicht eine statische Betrachtung nicht: Wärme wird von Bauteilen gespeichert und zeitversetzt wieder abgegeben, weshalb instationär über den Tagesverlauf gerechnet wird.
Woraus sich die Kühllast zusammensetzt
Die VDI 2078 unterscheidet innere und äußere Lasten. Beide werden getrennt ermittelt und anschließend über den Tagesverlauf zusammengeführt.
Q_K = (Q_P + Q_E + Q_B + Q_M + Q_C) + (Q_W + Q_F + Q_Fl)
- Q_P — Personen: Wärmeabgabe je nach Tätigkeit und Belegung
- Q_E — Elektrische Geräte: Rechner, Monitore, Drucker, Maschinen
- Q_B — Beleuchtung: abhängig von Leuchtmitteln und Betriebszeit
- Q_M — Motoren und Antriebe
- Q_C — Technische Prozesse und Fertigungswärme
- Q_W — Transmission durch Wände, Dach und Boden
- Q_F — Fenster: Transmission und solare Einstrahlung
- Q_Fl — Infiltration durch Undichtigkeiten der Gebäudehülle
Bei Räumen mit Entfeuchtungsbedarf kommt die latente Kühllast hinzu – die Energie, die zur Kondensation der Luftfeuchte benötigt wird. Die obige Summe beschreibt die trockene (sensible) Kühllast.
Innere Lasten: die Richtwerte
Die inneren Lasten lassen sich vergleichsweise gut abschätzen, weil sie von der Nutzung abhängen und nicht vom Wetter. Für eine erste Einordnung haben sich diese Bandbreiten etabliert:
| Quelle | Richtwert | Anmerkung |
|---|---|---|
| Person, sitzende Tätigkeit | 80–100 W | Büroarbeit, Besprechung |
| Person, leichte Arbeit stehend | 120–150 W | Verkauf, Labor, Werkstatt |
| Beleuchtung LED | 8–12 W/m² | je nach Beleuchtungsstärke |
| Beleuchtung T5/T8 | 15–20 W/m² | ältere Leuchtstoffsysteme |
| Büroausstattung | 15–25 W/m² | Rechner, Monitor, Peripherie |
| Serverraum | 50–150 W/m² | stark abhängig von Auslastung |
Die Werte dienen der Vorbemessung. In der Ausführungsplanung werden reale Geräteleistungen, Belegungsdichten und Betriebszeitprofile angesetzt.
Äußere Lasten: Sonneneinstrahlung als Hauptfaktor
Bei den äußeren Lasten dominiert nicht die Außentemperatur, sondern die solare Einstrahlung durch die Verglasung. Entscheidend sind Fensterfläche, Orientierung, der Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung (g-Wert) und die Verschattung.
Deshalb ist der Zeitpunkt der maximalen Kühllast je Raum unterschiedlich: Ein Ostbüro erreicht seine Spitze am Vormittag, ein Westbüro am Nachmittag. Die Gebäudespitze fällt nicht mit der Summe aller Raumspitzen zusammen – ein Grund, warum pauschale Aufschläge zu erheblicher Überdimensionierung führen.
- Fensterfläche, Orientierung und Neigung
- g-Wert der Verglasung – bei Sonnenschutzglas deutlich reduziert
- Außenliegender Sonnenschutz: wirksamer als innenliegender
- Speicherfähigkeit der Bauteile: schwere Bauweise dämpft Lastspitzen
Rechenbeispiel: Büro mit 50 m²
Ein Büroraum mit 50 m² Nutzfläche, zehn Arbeitsplätzen, LED-Beleuchtung und üblicher IT-Ausstattung – betrachtet werden zunächst nur die inneren Lasten.
Innere Lasten Schritt für Schritt
- 1.Personen: 10 × 90 W = 900 W
- 2.Beleuchtung: 50 m² × 10 W/m² = 500 W
- 3.Geräte: 50 m² × 20 W/m² = 1.000 W
Innere Lasten gesamt: 2,4 kW – das entspricht 48 W/m²
Hinzu kommen die äußeren Lasten aus Transmission und solarer Einstrahlung. Bei stark verglasten Südwest-Fassaden können diese die inneren Lasten noch einmal deutlich übersteigen.
Warum Faustwerte bei der Kühllast besonders unzuverlässig sind
Für die Kühllast kursieren Faustwerte wie „30 Watt pro Kubikmeter Rauminhalt“. Als grobe Hausnummer für gut gedämmte Objekte mag das taugen – für die Auslegung ist es untauglich.
Der Grund liegt in der Spannweite: Zwischen einem innenliegenden Besprechungsraum und einem Serverraum liegt Faktor zehn. Zwischen einem Nordbüro mit Sonnenschutzglas und einem Südwestbüro mit Standardverglasung liegen ebenfalls Welten – bei identischer Fläche und Nutzung.
Hinzu kommt die zeitliche Komponente: Eine Kühllastberechnung nach VDI 2078 liefert nicht einen Wert, sondern einen Tagesgang je Raum. Erst daraus ergibt sich die tatsächlich benötigte Kälteleistung der Anlage.
Kühllast und Heizlast im Vergleich
| Aspekt | Heizlast (DIN/TS 12831-1) | Kühllast (VDI 2078) |
|---|---|---|
| Rechenverfahren | stationär | instationär über Tagesverlauf |
| Dominanter Anteil | Gebäudehülle, Lüftung | innere Lasten, solare Einstrahlung |
| Innere Gewinne | werden nicht angesetzt | wesentlicher Bestandteil |
| Ergebnis | ein Leistungswert je Raum | Lastgang je Raum über den Tag |
| Auslegungsfall | kalter Wintertag | heißer Sommertag, je Orientierung anders |
In der Praxis werden beide Berechnungen gemeinsam betrachtet: Sie bestimmen zusammen die Auslegung von Wärme- und Kälteerzeugung sowie der Übergabesysteme.
Kühllastberechnung in der TGA-Planung
Die Kühllastberechnung ist Grundlage für die Auslegung der Raumlufttechnik, der Kälteerzeugung und der Verteilnetze. Sie beeinflusst zugleich die Fassadenplanung: Wird der Sonnenschutz verbessert, sinkt die erforderliche Kälteleistung – oft ist das die wirtschaftlichere Lösung.
Wir erstellen die Berechnung im Rahmen der Leistungsphasen nach HOAI und stimmen sie mit Architektur und Fassadenplanung ab. Für Büro- und Verwaltungsgebäude, Produktions- und Laborflächen sowie Gesundheits- und Pharmabauten gehört sie zum Standardumfang unserer Planung.
Häufige Fragen zur Kühllastberechnung
Was Bauherren und Planungspartner uns zur Kühllast am häufigsten fragen:
Kühllast für Ihr Projekt berechnen lassen
Wir erstellen die raumweise Kühllastberechnung nach VDI 2078 – für Büro- und Verwaltungsbauten, Produktion, Labor und Gesundheitsbauten. Schicken Sie uns Ihre Unterlagen für eine erste Einschätzung.
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Wann welche Berechnung verlangt wird, worin sie sich unterscheiden und warum eine die andere nicht ersetzt.
Die Inhalte dieser Seite dienen der allgemeinen fachlichen Information und ersetzen keine projektbezogene Berechnung. Maßgeblich ist die jeweils gültige Fassung der VDI 2078. Die genannten Richtwerte sind Orientierungsgrößen für die Vorbemessung und nicht für die Anlagenauslegung geeignet.