Nachhaltige Bewertung des thermischen Komforts von Verdunstungskühlsystemen in heißen und trockenen Klimaten

Warum es wichtig ist, in einer heißeren Welt kühl zu bleiben

In vielen Teilen der Welt werden die Sommer gefährlich heiß, und Gebäude sicher sowie bezahlbar kühl zu halten, ist eine wachsende Herausforderung. Diese Studie untersucht eine einfache, energiearme Methode, um Häuser und öffentliche Gebäude im Irak mit Wasser und bewegter Luft statt mit energieintensiven Klimaanlagen zu kühlen. Anhand von Tests in drei großen irakischen Städten zeigen die Forschenden, wann dieser Ansatz Menschen komfortabel halten kann, wo er an Grenzen stößt und wie er helfen könnte, Stromausfälle, Kosten und Emissionen in einer der heißesten Regionen der Erde zu reduzieren.

Leben in einigen der heißesten Städte

Der Irak zählt bereits zu den heißesten Orten der Welt, mit Sommertemperaturen in einigen Gebieten nahe oder über 50 °C. Gleichzeitig wachsen Städte wie Bagdad, Basra und Mossul oft mit Gebäuden, die schlecht gedämmt sind. Um mit der Hitze zurechtzukommen, verlassen sich die meisten Menschen auf konventionelle Klimaanlagen, die viel Strom verbrauchen. Im Sommer können diese Systeme 60–70 % des Stroms in Wohnungen und Büros verbrauchen und damit ein Elektrizitätsnetz überlasten, das stark von fossilen Brennstoffen und privaten Dieselgeneratoren abhängt. Das Ergebnis ist ein Kreislauf aus Stromausfällen, hohen Kosten, Luftverschmutzung und ungleichem Zugang zu sicheren Innentemperaturen.

Eine einfache Kühlidee neu betrachtet

Statt wie bei herkömmlichen Klimageräten Kältemittel zu verdichten, leiten direkte Verdunstungskühlsysteme heiße Luft durch ein feuchtes Material. Wenn Wasser verdunstet, entzieht es der Luft Wärme, sodass sie kühler wird, bevor sie in das Gebäude gelangt. Ventilatoren und Pumpen sind die einzigen elektrischen Komponenten, sodass der Energieverbrauch deutlich geringer ist. Diese Technik hat lange Wurzeln in heißen, trockenen Regionen, ihre Leistung hängt jedoch stark vom lokalen Verhältnis von Hitze und Feuchtigkeit ab. Die Autorinnen und Autoren entwickelten eine klimabasierte Bewertung, die eine globale Klimaklassifikation, detaillierte Wetterdateien und moderne Komfortindizes kombiniert, um zu prüfen, wie gut solche Systeme als Hauptkühlstrategie in den verschiedenen Regionen des Irak funktionieren würden.

Realistische Wohnungen in drei Städten getestet

Um über die Theorie hinauszugehen, simulierte das Team ein typisches einräumiges irakisches Zuhause in Bagdad, Basra und Mossul während der heißen Hauptsaison von Mai bis September. Sie verglichen zwei Szenarien: einmal nur mit von Ventilatoren hereingedrückter Außenluft und einmal mit Luft, die zuvor von einem direkten Verdunstungskühler gekühlt wurde. Mit Gebäudeenergiesoftware verfolgten sie stündlich Innenraumtemperatur und -feuchte und rechneten diese dann in standardisierte Komfortwerte um, die widerspiegeln, wie sich Bewohnerinnen und Bewohner wahrscheinlich fühlen würden. So konnten sie nicht nur sehen, wie stark die Luft abkühlte, sondern auch wie oft die Bedingungen in einen Bereich fielen, den die meisten Menschen als thermisch komfortabel ansehen würden.

Wann Verdunstung hilft – und wann sie schadet

Die Ergebnisse zeigen, dass das bloße Hereinblasen von Außenluft in solchen extremen Klimaten wenig Schutz bietet. Bei rein mechanischer Belüftung lagen nur etwa 23–25 % der Sommerstunden in Bagdad und Mossul sowie lediglich 5–6 % in Basra im Komfortbereich. Mit hinzugefügter Verdunstungskühlung änderte sich dieses Bild dramatisch. In Bagdad und Basra stieg der Anteil komfortabler Stunden um etwa 41 % bzw. 54 %; in Basra erhöhte sich der Komfort von etwa 5–6 % auf rund 60 % der Sommerstunden. Mossul, das anfänglich kühler ist, profitierte ebenfalls, verzeichnete aber einen kleineren Nettozuwachs, weil die gekühlte Luft gelegentlich zu kühl wurde, um komfortabel zu sein. Ein entscheidender Zielkonflikt wurde deutlich: Zwar senkten die Systeme die Innentemperaturen in einen angenehmeren Bereich, gleichzeitig erhöhten sie jedoch die Luftfeuchte. In Bagdad und Basra überschritten die Feuchtigkeitswerte teils empfohlene Grenzen, was ein schwüles Empfinden verursachen und die Fähigkeit des Körpers, Wärme abzugeben, verringern kann.

Warum das lokale Klima den Komfort bestimmt

Durch die Überlagerung von Klimakarten, stündlichen Wetterdaten und Komfortwerten zeigt die Studie, dass Verdunstungskühlung am besten in extrem heißen, aber relativ trockenen Bedingungen funktioniert, in denen die Luft noch Wasser aufnehmen kann. Basra, mit hoher Hitze und Feuchtigkeit, erwies sich als die verletzlichste Stadt, erlebte während der meisten Sommerstunden gefährliche Außenhitzebelastungen und den schlechtesten Innenraumkomfort bei alleiniger Ventilation. Gleichzeitig profitierte sie am meisten von der Verdunstungskühlung, da schon teilweise Linderung einen großen Unterschied machte. Das trockenere, kühlere Klima von Mossul bedeutete, dass Verdunstungskühlung die Luft in einen angenehmen Bereich bringen konnte, ohne die Luftfeuchte so oft zu überfordern, und weist damit auf großes Potenzial in ähnlichen semiariden Regionen hin.

Was das für den Alltag bedeutet

Für Nichtfachleute ist die Kernbotschaft, dass wasserbasierte Kühlsysteme in sehr heißen Klimaten einen spürbaren Unterschied für Komfort und Gesundheit machen können, während sie deutlich weniger Strom verbrauchen als konventionelle Klimaanlagen. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass direkte Verdunstungskühlung, wenn sie sorgfältig an das lokale Klima angepasst und mit guter Gebäudeplanung sowie gegebenenfalls hybriden Systemen kombiniert wird, viele unerträgliche Sommerstunden in erträgliche verwandeln kann. Gleichzeitig warnt sie, dass in feuchten oder bereits belasteten Städten besondere Aufmerksamkeit der Steuerung der Innenraumfeuchte gelten muss. Insgesamt zeigt die Forschung, dass klimaangepasste, energiearme Kühlung einen vielversprechenden Weg zu sichererem, nachhaltigerem Wohnen in hitzeintensiven Regionen darstellt.

Zitation: Al-Jubainawi, A., Mohammad, O.A.M., Al-Maidi, A.A.H. et al. Sustainable thermal comfort assessment of evaporative cooling systems in hot and arid climates. Sci Rep 16, 14047 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43175-7

Schlüsselwörter: Verdunstungskühlung, thermischer Komfort, heißes, trockenes Klima, nachhaltiges Bauen, Irak