Bei heißem Wetter greifen wir oft zu Klimaanlagen, um der Hitze zu trotzen. Eine Studie hat jedoch ergeben, dass elektrische Ventilatoren eine effektive und nachhaltige Lösung sind, um die Luft in Innenräumen zu zirkulieren, ohne dabei auf Komfort zu verzichten.
Durch den Einsatz von Innenraumventilatoren kann die Schwelle, ab der es für den Menschen unangenehm wird (und die der Hauptgrund dafür ist, warum wir bei heißem Wetter zur Fernbedienung der Klimaanlage greifen), um 3 bis 4 Grad Celsius höher liegen als beim alleinigen Einsatz von Klimaanlagen.
Die Forscher führten auch eine Kosten-Nutzen-Analyse der Umweltauswirkungen durch und kamen zu dem Ergebnis, dass der Gesamtnutzen des Einsatzes von Ventilatoren zur Verringerung des Verbrauchs von Klimaanlagen (aus Sicht der Treibhausgasemissionen) sogar die Umstellung von Glühbirnen auf LEDs übertrifft.
Modellrechnungen unter der Leitung der Universität Sydney ergaben, dass allein durch eine geringfügige Erhöhung der Luftbewegung in Innenräumen durch Ventilatoren der Stromverbrauch und die damit verbundenen jährlichen Kosten für die Kühlung von Innenräumen mit Klimaanlagen in Australien um etwa 70 Prozent gesenkt werden können.
Trotz der wärmeren Innenraumbedingungen aufgrund des geringeren Einsatzes von Klimaanlagen – die Studie ergab, dass der Einsatz von Ventilatoren immer noch den gleichen Komfort bietet wie eine niedrigere Innentemperatur bei regulärem Einsatz von Klimaanlagen.
Die in der Fachzeitschrift The Lancet Planetary Health veröffentlichten Ergebnisse wurden von einem internationalen Expertenteam der University of Sydney, der Monash University, der University of Newcastle und des Radboud University Medical Center in den Niederlanden durchgeführt.
Die Arbeit zeigt, wie durch die Umstellung auf eine weit verbreitete Nutzung von Innenraumventilatoren der Energiebedarf und die Treibhausgasemissionen gesenkt werden können.
Der Schlüssel liegt in der grundlegenden Art und Weise, wie elektrische Ventilatoren im Vergleich zu Klimaanlagen den menschlichen Körper kühlen. Elektrische Ventilatoren erzeugen höhere Luftgeschwindigkeiten über der Hautoberfläche, um trotz wärmerer Temperaturen einen höheren Wärmeverlust zu erzielen, während Klimaanlagen an sich die Temperatur mit wenig Luftbewegung senken.
“Durch ihren alleinigen Zweck, die Lufttemperaturen zu senken, speisen Klimaanlagen einen Kreislauf hohen Stromverbrauchs, der häufig von Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen geliefert wird, die ihrerseits zu einem weiteren Anstieg der Emissionen beitragen”, sagte Professor Ollie Jay, Mitautor der Studie und Direktor des Heat and Health Research Incubator an der Fakultät für Medizin und Gesundheit.
“Der jüngste Sechste IPCC-Bewertungsbericht über die Abschwächung des Klimawandels betont die Notwendigkeit eines emissionsarmen Lebensstils, einschließlich der Wahl der Kühlung für den thermischen Komfort”, sagte die Hauptautorin Dr. Arunima Malik, Senior Lecturer in Sustainability an der School of Physics and Business School.
“Unsere Studie bestätigt, dass kostengünstige Lösungen wie Ventilatoren das Potenzial haben, zur Emissionsreduzierung beizutragen, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen.”
Optimale Bedingungen für Nachhaltigkeit und Komfort
Die Forscher verglichen den Energieverbrauch und die damit verbundenen Treibhausgasemissionen, indem sie fünf Szenarien mit unterschiedlichen Kombinationen von Ventilator- und Klimagerätenutzung modellierten. Dazu gehörten auch Situationen, in denen die Ventilatoren mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsstufen betrieben wurden.
Nach der Aufzeichnung von Daten über die Auswirkungen der Ventilatoren auf den Komfort der Menschen, bevor sie sich unwohl fühlen, wurde die Anzahl der Stunden oberhalb der thermischen Komfortgrenze berechnet, um den Einsatz von Klimaanlagen und den damit verbundenen Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen zu ermitteln.
“Um diese Berechnung durchzuführen, mussten wir die stündlichen Temperaturdaten eines ganzen Jahres für den gesamten Kontinent auf einem 150.000-Zellen-Raster verarbeiten. Das konnten wir mit Hilfe von Supercomputern tun”, sagt Professor Manfred Lenzen vom Fachbereich Physik, der die Studie mitverfasst hat.
Sie fanden heraus, dass der Betrieb von Ventilatoren mit Luftgeschwindigkeiten von 1-2 m/s zusammen mit dem gelegentlichen Einsatz von Klimaanlagen im Vergleich zu Klimaanlagen allein zu einer 76-prozentigen Verringerung des Energieverbrauchs (von 5592 GWh auf 1344 GWh) und der damit verbundenen Treibhausgasemissionen (5091 Kilotonnen auf 1208 Kilotonnen) führte.
“Wir wissen, dass die Eindämmung der Treibhausgasemissionen die einzige Möglichkeit ist, die künftige globale Erwärmung zu begrenzen”, sagt Professor Jay.
“Indem man die Luftbewegung in Innenräumen mit Ventilatoren erhöht, kann man bei einer höheren Temperatur das gleiche Gefühl haben wie bei einer niedrigeren Temperatur mit einer Klimaanlage. Das ist eine wirklich einfache Sache, die die meisten Menschen jetzt tun können, um dazu beizutragen, die ungeheuren Emissionen zu reduzieren, die mit der Kühlung von Häusern und Innenräumen in Australien verbunden sind.”
Datum: April 8, 2022
Quelle: Universität von Sydney
Journal Reference:
- Arunima Malik, Coen Bongers, Bonnie McBain, Olivier Rey-Lescure, Richard de Dear, Anthony Capon, Manfred Lenzen, Ollie Jay. The potential for indoor fans to change air conditioning use while maintaining human thermal comfort during hot weather: an analysis of energy demand and associated greenhouse gas emissions. The Lancet Planetary Health, 2022; 6 (4): e301 DOI: 10.1016/S2542-5196(22)00042-0