Die hohen Temperaturen setzen auch die digitale Infrastruktur unter Druck. Rechenzentren benötigen bei großer Hitze deutlich mehr Kühlleistung. „Hitze war lange ein Randthema für Rechenzentren. Heute stellen Betreiber fest: Von außen steigen die Temperaturen, von innen die Wärmelast durch KI-Anwendungen und immer leistungsstärkere Chips. Werden Kühlkapazitäten nicht rechtzeitig angepasst, drohen Störungen bis hin zu kostspieligen Ausfällen“, sagt Mathias Franke, Leiter Data Center Consulting bei Drees & Sommer SE.
Die Herausforderung wächst mit dem Boom der Branche: Seit 2010 habe sich die installierte Rechenzentrumskapazität hierzulande bereits mehr als verdoppelt, wie Recherchen des Beratungsunternehmens ergeben. Getrieben wird das Wachstum vor allem durch Cloud- und KI-Anwendungen. Gleichzeitig steigt damit die Verwundbarkeit der digitalen Infrastruktur gegenüber Extremwetter. „KI verändert die Anforderungen an Rechenzentren grundlegend. Die Anlagen verbrauchen nicht nur mehr Energie, sondern geben auch deutlich mehr Wärme an ihre Umgebung ab. Das müssen Betreiber bei Planung und Betrieb künftig stärker berücksichtigen“, sagt Franke. Eine im März 2026 veröffentlichte Studie unter Beteiligung der University of Cambridge beziffert den Wärmeinsel-Effekt von KI-Rechenzentren im Durchschnitt auf rund 2 °C. In Extremfällen wurden Temperaturanstiege von bis zu 9,1 °C gemessen.
Kühlkapazität erhöhen – hitzebedingte Ausfälle vermeiden
Wer Kühlung, Energieversorgung und Betriebsabläufe frühzeitig auf Extremwetter ausrichtet, kann Risiken deutlich reduzieren. Nach Einschätzung von Drees & Sommer müssen Betreiber sowohl Standort und Technik vorausschauend planen als auch klare Maßnahmen für den Betrieb während einer Hitzewelle festlegen.
Kühlsysteme stoßen bei Extremhitze schneller an ihre Grenzen als bisher angenommen. Forschende von Google und der University of Pennsylvania zeigen in der Studie „Prometheus“, dass Rechenzentren ihre Kühlkapazität bis 2044 im Schnitt um elf Prozent erhöhen müssen, um das heutige Ausfallrisiko zu halten. An besonders gefährdeten Standorten kann der zusätzliche Bedarf bis zu 48 Prozent betragen. „Betreiber müssen prüfen, welche Außentemperaturen ihre Kühlung verkraftet und wie sich mehrtägige Hitze auf ihre Reserven auswirkt“, rät Franke. Er empfiehlt Betreibern die Nutzung einer Prognosesimulationen wie z.B. „Extreme Annual Design Conditions“ von Ashrae Meteo. Auf Grundlage der Daten von 2025 lassen sich die erwarteten Extremtemperaturen der kommenden 20 Jahre einplanen. Ein Aufschlag von vier Kelvin bringt weitere Sicherheit. Betreiber dürfen dabei auch die Notstromanlage nicht außer Acht lassen; sie muss bei hohen Temperaturen zuverlässig funktionieren. Fällt deren Kühlung aus, kann sie das Rechenzentrum nicht mehr sicher mit Strom versorgen. Damit ist der gesamte Betrieb gefährdet.
Zeitversetzt arbeiten und Redundanzen schaffen
Nicht jede rechenintensive Aufgabe muss bei Höchsttemperaturen laufen. Backups, Datenanalysen oder große Datenmigrationen lassen sich in kühlere Nachtstunden verschieben. Das entlastet die Kühlung, wenn ihre Reserven besonders knapp sind. Fällt ein Kühlsystem aus, muss ein zweites ohne Zeitverlust übernehmen. Auch die Notstromversorgung muss neben den Servern die Kühlung absichern. Bei Störungen im öffentlichen Netz können zudem lokale Stromnetze mit eigenen Energiequellen und Speichern, sogenannte Microgrids, kritische Anlagen weiter versorgen.
Mit Wasser statt mit Luft kühlen
Erreichen einzelne Serverschränke Leistungen von rund 50 KW und mehr, reicht reine Luftkühlung oft nicht mehr aus. Viele Rechenzentren wurden ursprünglich für deutlich geringere Leistungsdichten ausgelegt. KI-Anwendungen treiben die Anforderungen heute deutlich nach oben. „Wasser kann wesentlich mehr Wärme aufnehmen und transportieren als Luft. Seine Kühlkapazität ist deutlich höher“, erklärt Data Center-Experte Franke. Das gilt vor allem für KI-Anwendungen und andere Hochleistungsrechner.
Bei moderaten Leistungsdichten bleibt Luftkühlung häufig die einfachere und wirtschaftlichere Lösung. Hybride Systeme erlauben es, zunächst nur besonders leistungsstarke Bereiche auf Flüssigkeitskühlung umzustellen. So lassen sich diese Bereiche auch bei höheren Außentemperaturen zuverlässig kühlen.
Mehr Energieeffizienz ist Pflicht
Für Rechenzentren, die seit Juli 2026 neu in Betrieb gehen, verschärft das Energieeffizienzgesetz die Anforderungen. Maßstab ist die Power Usage Effectiveness, kurz PUE. Sie setzt den gesamten Energieverbrauch eines Rechenzentrums ins Verhältnis zum Strombedarf von Servern und Speichern. Ein PUE-Wert von 1,2 bedeutet vereinfacht: Auf 100 KWh für die IT kommen höchstens 20 KWh für Kühlung, Stromversorgung und andere technische Infrastruktur. Neue Rechenzentren dürfen den Wert 1,2 nicht überschreiten. Anlagen, die vor Juli 2026 in Betrieb gingen, müssen bis Juli 2030 einen Wert von höchstens 1,3 erreichen.
„Effiziente Kühlkonzepte sind nicht mehr nur eine Frage der Betriebssicherheit, sondern zunehmend auch gesetzliche Pflicht. „Wasserbasierte Systeme sind planbarer, gerade wenn die Temperaturen weiter steigen und die gesetzlichen Effizienzvorgaben strenger werden“, betont Franke.
Wenn Kühlwasser knapp wird
In Regionen mit knapper werdenden Wasserressourcen kann ausgerechnet die Kühlung selbst zum Risiko werden. Wer heute ein Rechenzentrum plant, muss deshalb bei der Wahl des Standorts ebenso wie beim Kühlkonzept künftige Hitzeperioden von Anfang an einkalkulieren. Das gilt besonders für wasserbasierte Kühlsysteme: Geschlossene Kreisläufe senken den Wasserverbrauch und entschärfen so das Problem. In ihnen zirkuliert das Kühlmittel dauerhaft zwischen Servern und Kühlanlage, statt durch Verdunstung (Adiabatik) verloren zu gehen. Nach der ersten Befüllung benötigen sie im laufenden Kühlbetrieb kaum zusätzliches Wasser. Besonders gefährdet bei Hitze sind weniger die großen, professionell betriebenen Anlagen mit redundanter Kühlung und Notstrom, sondern die vielen dezentralen Serverräume in Unternehmen, oft in umgewidmeten Keller- oder Technikräumen ohne entsprechend ausgelegte Klimatechnik.
Quelle: Drees & Sommer SE
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