Kühlung
Kühllast-Referenz
Wärmequellen, typische Sicherheitsreserven, Redundanzkonzepte und Temperaturanstieg bei Kühlausfall für Technik- und Serverräume. Ergänzung zum Kühllast-Rechner.
Stand: Juni 2026
Abkürzungen
- ASHRAEAmerican Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
- Der US-Fachverband, der die Standard-Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche veröffentlicht, für die Serverhardware ausgelegt ist. Wenn eine Tabelle vom „empfohlenen ASHRAE-Bereich“ spricht, ist damit die sichere Zone gemeint, auf die die meisten Serverhersteller ihre Geräte auslegen.
- PDUPower Distribution Unit
- Im Grunde eine robuste Steckdosenleiste im Serverrack, die eine ankommende Stromzuleitung auf mehrere Steckdosen für die Geräte im Rack aufteilt.
- UPSUninterruptible Power Supply
- Eine Batterie-Notstromversorgung, die Geräte für kurze Zeit weiterlaufen lässt, wenn der Netzstrom ausfällt — damit ein Notstromaggregat starten kann oder Geräte sicher heruntergefahren werden können.
Gesamtkühllast — die Bausteine
Gesamtlast = IT-Last + USV-/Stromwandlungsverlust + Beleuchtung + Personen + Zusatzwärme, dann × (1 + Sicherheitsreserve)
Die IT-Last ist die angeschlossene elektrische Last von Servern, Netzwerk und Speicher — nahezu die gesamte Leistung wird zu Wärme. USV-/Wandlungsverluste erzeugen zusätzliche Wärme im Raum (oder in einem benachbarten Elektroraum) on top of der IT-Last.
Wärmequellen — typische Werte
Werte für die Planungsphase. Vor der endgültigen Kühlplanung immer mit tatsächlichen Typenschild-/Messdaten abgleichen.
| Quelle | Typischer Wert | Hinweis |
|---|---|---|
| IT-Last | 1:1 zur elektrischen Aufnahme | Nahezu die gesamte elektrische Leistung der IT-Geräte wird zu Wärme |
| USV-/Wandlungsverlust | 5 – 10 % | Bezogen auf IT-Last; Online-USV (Doppelwandlung) meist 6–10 %, Line-interactive niedriger |
| Beleuchtung | 8 – 15 W/m² | LED-Technikbeleuchtung; ältere Leuchtstoffleuchten liegen höher |
| Personen (sensible Wärme) | 100 – 130 W/Person | Sitzend, leichte Tätigkeit — Server-/Technikraumpersonal |
| Gebäudehülle (Wände/Dach/Solar) | Standortabhängig | Bei kleinen Technikräumen oft in „Zusatzwärme" oder Sicherheitsreserve eingerechnet |
Faustregel: Bei einer Online-USV mit 8 % Verlust addiert ein 20-m²-Raum mit einer Person und 10 W/m² Beleuchtung rund 0,25 kW zur IT-Last — vor jeder Sicherheitsreserve.
Sicherheitsreserve — Orientierung
| Szenario | Typische Reserve | Begründung |
|---|---|---|
| Stabile, vollständig bekannte Last | 10 – 15 % | Eingeschwungener Standort, kein geplantes Wachstum, gute Messdaten |
| Typisches Projekt (Standard) | 20 % | Übliche Planungsreserve für Messunsicherheit und geringe Lastschwankungen |
| Wachstum erwartet (12–24 Monate) | 25 – 35 % | Spielraum für zusätzliche Racks/Geräte ohne Neuplanung der Kühlung |
| Hochdichte / HPC / GPU-Räume | 30 %+ | Lastprofile ändern sich schnell; thermischer Spielraum schützt vor Throttling |
Kühl-Redundanzkonzepte
| Konzept | Bedeutung | Typischer Einsatz |
|---|---|---|
| N | Genau ausreichend Kapazität für die Last, kein Reservegerät | Nur unkritische Bereiche/Labore |
| N+1 | Ein zusätzliches Gerät über das Mindestmaß hinaus | Standard für die meisten Server-/Technikräume |
| 2N | Zwei vollständig unabhängige, voll dimensionierte Kühlpfade | Geschäftskritische Anlagen, Tier-III/IV-Planungen |
| 2N+1 | Zwei unabhängige Pfade, jeweils mit eigenem N+1 | Kritischste Infrastruktur höchster Stufe |
Temperaturanstieg bei Kühlausfall
Fällt die Kühlung aus, steigt die Raumtemperatur abhängig von IT-Lastdichte und thermischer Masse des Raums. Dies sind Faustregeln für die Planungsphase, kein Ersatz für eine echte Thermal-Runaway-Berechnung.
| Lastdichte im Raum | Ca. Anstiegsrate | Zeit bis ASHRAE-A2-Grenze (35 °C) ab 22 °C |
|---|---|---|
| Niedrig (< 1 kW/m²) | 1 – 2 °C/min | ~7 – 13 min |
| Mittel (1 – 3 kW/m²) | 3 – 5 °C/min | ~3 – 4 min |
| Hoch (> 3 kW/m², dichte Racks) | 6 °C/min oder mehr | < 2 min |
Technikräume mit geringerer Dichte und großer thermischer Masse (großes Raumvolumen im Verhältnis zur Last) verkraften Kühlausfälle deutlich länger als dichte Rackreihen mit minimalem Freiraumvolumen.
Häufig gestellte Fragen
Wird wirklich die gesamte IT-Last zu Wärme?
Ja, für die Planungspraxis. Aus einem Serverraum verlässt nahezu keine Energie als etwas anderes als Wärme — es wird keine nennenswerte mechanische Arbeit verrichtet. Die an PDU oder Verteiler gemessene elektrische Last ist ein sehr guter Näherungswert für die sensible Wärmelast, die die Kühlung abführen muss.
Warum zählt der USV-Verlust, wenn die USV nicht im Serverraum steht?
Steht die USV im selben Raum (bei kleineren Technikräumen üblich), erhöhen ihre Wandlungsverluste die Raum-Wärmelast direkt. Steht die USV in einem separaten Elektroraum, betreffen ihre Verluste nur die Kühlung dieses Raums — bei der Serverraum-Berechnung weglassen, aber bei der Kühlplanung des USV-Raums selbst berücksichtigen.
Wie unterscheidet sich das vom Luftmengen-CFM-Rechner?
Diese Seite und der Kühllast-Rechner beantworten „wie viel kW/BTU/Tonnen Kühlleistung werden benötigt?". Der Luftmengen-CFM-Rechner beantwortet „welches Luftvolumen (CFM/m³h) erfordert diese Kühlleistung bei gegebenem Temperaturanstieg?". Zuerst die Kühllast, dann die Luftmenge bestimmen.
Was, wenn mein Raum keine Personen oder kaum Beleuchtung hat?
Diese Eingaben auf null oder nahe null setzen — unbemannte, bewegungsgesteuert beleuchtete Technikräume haben tatsächlich eine vernachlässigbare Personen-/Beleuchtungslast im Vergleich zur IT-Last. Die Sicherheitsreserve deckt kleine nicht modellierte Beiträge bereits ab.