JUMBO BLOCK · Grundlagenbeschreibung

Thermische Infrastruktur-Bilanz (TIB)

Ein vereinfachtes ingenieurtechnisches Bilanzmodell zur Bewertung von Wärmeaufnahme, Wärmespeicherung, Wärmeabfuhr und Wärmeeinträgen in unterirdischen Infrastrukturräumen unter versiegelten Flächen.

Schwammstadt urbane Kühlung KRITIS Rechenzentren versiegelte Flächen
JUMBO BLOCK · Fundamental description

Thermal Infrastructure Balance (TIB)

A simplified engineering balance model for assessing heat absorption, heat storage, heat dissipation and heat inputs in underground infrastructure spaces below sealed surfaces.

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Was beschreibt die TIB?

Die Thermische Infrastruktur-Bilanz (TIB) beschreibt, wie sich ein unterirdischer Infrastrukturraum thermisch verhält. Sie betrachtet nicht nur Kühlung, sondern die gesamte Bilanz aus Wärmeeinträgen, Wärmespeicherung, Verdunstung, Wärmeleitung in den Untergrund und Luftzirkulation.

Im Zusammenhang mit JUMBO BLOCK wird damit eine zentrale Frage beantwortet: Wie verhält sich ein begehbarer, wasserführender und wartbarer Infrastrukturraum unter Straßen, Parkplätzen, Betriebsflächen oder anderen versiegelten Flächen thermisch?

Qnetto = (QWasser + QBeton + QVerdunstung + QErdreich + QLuft) − (QKabel + QAbwärme + QTechnik + QOberfläche)

Das Ergebnis ist keine absolute Temperaturgarantie, sondern eine nachvollziehbare Energiebilanz. Sie zeigt, ob ein System thermisch entlastet, ausgeglichen oder zusätzlich belastet wird.

Positive Bilanzanteile

  • Wasser speichert Wärme.
  • Beton speichert Wärme.
  • Verdunstung bindet große Energiemengen.
  • Das Erdreich wirkt als stabiler thermischer Speicher.
  • Luftzirkulation unterstützt den Wärmeaustausch im Hohlraum.

Wärmeeinträge

  • Sonnenenergie und Oberflächenerwärmung von Straßen und Parkplätzen.
  • Starkstromleitungen, Mittelspannungsleitungen und Kabeltrassen.
  • Abwärmeleitungen aus Industrie, Rechenzentren oder technischen Anlagen.
  • Pumpen, Sensorik, Schalttechnik und weitere Einbauten.

Warum ist das für Kommunen sinnvoll?

Kommunen stehen vor zwei parallelen Herausforderungen: Starkregen und Hitze. Klassische versiegelte Flächen verschärfen beide Probleme. Sie verhindern Versickerung, speichern Wärme und geben diese insbesondere in der Nacht wieder ab.

Mit JUMBO BLOCK können Verkehrs- und Betriebsflächen unterirdisch zusätzliche Funktionen erhalten. Die Fläche bleibt nutzbar, gleichzeitig entsteht darunter ein Retentionsraum, Speicherraum, Wartungsraum und thermischer Puffer.

Die TIB macht diesen Mehrwert rechnerisch greifbar. Sie erlaubt eine Vergleichsbetrachtung zwischen einer klassischen versiegelten Fläche und einer versiegelten Fläche mit aktivem unterirdischem Infrastrukturraum.

ΔQKlima = Qklassisch versiegelt − Qmit Infrastrukturraum

Dadurch lässt sich zeigen, ob Parkplätze, Straßen oder Betriebsflächen nicht nur Belastung, sondern Teil einer kommunalen Klimaanpassungsstrategie werden können.

Warum ist das für Betreiber kritischer Infrastruktur wichtig?

Betreiber kritischer Infrastruktur benötigen robuste, zugängliche und überprüfbare Systeme. Energieversorgung, Dateninfrastruktur, Rechenzentren, Industrieanlagen und Versorgungsnetze erzeugen Wärme, benötigen sichere Leitungswege und müssen dauerhaft wartbar bleiben.

Ein begehbarer JUMBO BLOCK Infrastrukturraum kann diese Anforderungen verbinden: Leitungen bleiben zugänglich, Sensorik kann integriert werden, Zustände können überwacht und dokumentiert werden. Gleichzeitig wird der thermische Zustand des Systems durch die TIB bewertbar.

Besonders bei Rechenzentren entstehen zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten. Starkstromleitungen, Wärmeübertragungsleitungen und Abwärmekonzepte können in die Bilanz aufgenommen werden. So wird nicht nur geplant, wo Leitungen liegen, sondern auch, welche thermische Wirkung sie im Gesamtsystem entfalten.

Nutzen für Betreiber

  • freie Zugänglichkeit und Wartbarkeit
  • geschützte Leitungsführung unter belastbaren Flächen
  • thermische Bewertung von Kabeln und Abwärmeleitungen
  • Integration von Sensorik, Monitoring und Nachweisführung
  • KRITIS-orientierte Infrastrukturplanung

Nutzen für Akzeptanz

  • versiegelte Flächen werden funktional aufgewertet
  • Wärmeinsel-Effekte können reduziert werden
  • Regenwasser wird gespeichert und nutzbar gemacht
  • Klimaausgleich wird Teil der Standortargumentation
  • Mehrfachnutzen verbessert die kommunale Bewertung

Einordnung und Grenzen

Die TIB ist als vereinfachtes Bilanzmodell für frühe Projektphasen gedacht. Sie ersetzt keine standortspezifische thermische Simulation, keine Bauphysikplanung und keine Detailauslegung von Kabeln, Wärmenetzen oder technischen Anlagen.

Ihr Wert liegt in der strukturierten Vorbewertung: Sie zeigt, welche thermischen Quellen und Senken vorhanden sind, welche Größenordnungen relevant werden und ob ein Standort vertieft untersucht werden sollte.

Kernaussage: TEMP berechnet nicht einfach Kühlung, sondern die thermische Bilanz eines begehbaren, wasserführenden und KRITIS-fähigen Infrastrukturraums unter versiegelten Flächen.

What does the TIB describe?

The Thermal Infrastructure Balance (TIB) describes how an underground infrastructure space behaves thermally. It does not only consider cooling, but the complete balance of heat inputs, heat storage, evaporation, heat conduction into the ground and air circulation.

In connection with JUMBO BLOCK, it answers one central question: How does a walkable, water-bearing and maintainable infrastructure space below roads, parking areas, operating areas or other sealed surfaces behave thermally?

Qnet = (Qwater + Qconcrete + Qevaporation + Qground + Qair) − (Qcables + Qwaste heat + Qtechnology + Qsurface)

The result is not an absolute temperature guarantee, but a traceable energy balance. It shows whether a system is thermally relieved, balanced or additionally loaded.

Positive balance components

  • Water stores heat.
  • Concrete also stores heat.
  • Evaporation binds large amounts of energy.
  • The ground acts as a stable thermal storage body.
  • Air circulation supports heat exchange in the cavity.

Heat inputs

  • Solar energy and surface heating from roads and parking areas.
  • Power cables, medium-voltage cables and cable routes.
  • Waste-heat lines from industry, data centers or technical plants.
  • Pumps, sensors, switchgear and other installations.

Why is this useful for municipalities?

Municipalities face two parallel challenges: heavy rainfall and heat. Conventional sealed surfaces intensify both problems. They prevent infiltration, store heat and release it again, especially at night.

With JUMBO BLOCK, traffic and operating areas can receive additional functions below ground. The surface remains usable, while a retention space, storage space, maintenance space and thermal buffer are created underneath.

The TIB makes this added value calculable. It enables a comparative assessment between a conventional sealed surface and a sealed surface with an active underground infrastructure space.

ΔQclimate = Qconventionally sealed − Qwith infrastructure space

This makes it possible to show whether parking areas, roads or operating areas can become not only a burden, but part of a municipal climate adaptation strategy.

Why is this important for operators of critical infrastructure?

Operators of critical infrastructure require robust, accessible and verifiable systems. Energy supply, data infrastructure, data centers, industrial plants and supply networks generate heat, require safe routing paths and must remain permanently maintainable.

A walkable JUMBO BLOCK infrastructure space can combine these requirements: lines remain accessible, sensors can be integrated, conditions can be monitored and documented. At the same time, the thermal state of the system can be assessed by means of the TIB.

Especially for data centers, additional application possibilities arise. Power cables, heat-transfer lines and waste-heat concepts can be included in the balance. This means that planning does not only determine where lines are located, but also what thermal effect they have in the overall system.

Benefits for operators

  • free accessibility and maintainability
  • protected line routing below load-bearing surfaces
  • thermal assessment of cables and waste-heat lines
  • integration of sensors, monitoring and verification
  • critical-infrastructure-oriented infrastructure planning

Benefits for acceptance

  • sealed surfaces are functionally upgraded
  • heat-island effects can be reduced
  • rainwater is stored and made usable
  • climate balancing becomes part of the site argumentation
  • multiple use improves the municipal assessment

Classification and limits

The TIB is intended as a simplified balance model for early project phases. It does not replace site-specific thermal simulation, building physics planning or detailed design of cables, heat networks or technical systems.

Its value lies in structured preliminary assessment: it shows which thermal sources and sinks are present, which orders of magnitude become relevant and whether a site should be investigated in greater depth.

Core statement: TEMP does not simply calculate cooling, but the thermal balance of a walkable, water-bearing and critical-infrastructure-capable infrastructure space below sealed surfaces.