Das Ende der Monolithen – Wie hybride Infrastrukturen die Rechenzentrumsplanung revolutionieren Modularität als Überlebensstrategie – Rechenzentren im Wandel

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Wer heute ein Rechenzentrum plant, plant eigentlich drei verschiedene Systeme gleichzeitig: einen Teil Cloud, einen Teil Colocation und einen Teil On-Premise. Die Zeiten, in denen wir ein einziges, monolithisches Datacenter hochgezogen haben, sind vorbei.

Die Zukunft ist hybrid – und das stellt uns als TGA-Planer vor völlig neue Herausforderungen. Denn hybride Infrastrukturen sind keine Übergangslösung mehr, sondern ein strategisches Zielbild.

Unternehmen wollen die Flexibilität der Cloud, die Kostenkontrolle von On-Premise und die Skalierbarkeit von Colocation – am besten alles gleichzeitig. Und sie erwarten, dass ihre physische Infrastruktur genauso agil ist wie ihre IT-Architektur.

Das Problem: Technische Gebäudeausrüstung ist traditionell das Gegenteil von agil. Kältemaschinen, Trafostationen und Stromverteilungen sind auf Jahrzehnte ausgelegt, nicht auf Quartalszyklen. Doch genau diesen Spagat müssen wir hinbekommen – und modulare Designs sind der Schlüssel dazu.

Was Modularität in der TGA wirklich bedeutet

Modularität klingt modern und flexibel – ist in der Praxis aber oft nur Marketing.

Echte Modularität in der TGA bedeutet, dass sich Kapazitäten schrittweise erweitern lassen, ohne Bestandssysteme außer Betrieb zu nehmen oder grundlegend umzubauen.

Ein konkretes Beispiel aus der Praxis: Wir haben ein Rechenzentrum in Rheinland-Pfalz geplant, das initial mit 300 Kilowatt (kW) IT-Last gestartet ist. Der Kunde wollte aber die Möglichkeit haben, innerhalb von sechs Monaten auf 1 Megawatt (MW) zu skalieren – ohne Baumaßnahmen im kritischen Bereich.

Die Lösung: Modulare Kälteerzeugung mit drei unabhängigen 400-kW-Kältemaschinen plus Redundanzmaschine, die nacheinander zugeschaltet werden können. Die Verteilerinfrastruktur haben wir von Anfang an für die volle Last dimensioniert – Rohrleitungen, Pumpengruppen, hydraulische Weichen. Die Kältemaschinen selbst wurden aber erst bei Bedarf nachgerüstet.

Das kostet initial etwa 10 bis 25 Prozent mehr als eine starre Lösung, spart aber enorme Kapitalkosten, weil die Investition phasenweise erfolgt. Und der Kunde zahlt angepasster für die Kapazität, die er tatsächlich nutzt.

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Hybride Kühlkonzepte: Luft, Wasser, beides?

Eine der spannendsten Entwicklungen der letzten Jahre ist die Diversifizierung der Kühlmethoden. Während wir früher fast nur Luftkühlung, sehen wir heute zunehmend Hybridlösungen (mit integrierter Flüssigkeitskühlung) – innerhalb desselben Rechenzentrums, teilweise sogar innerhalb desselben Raums.

Die Logik dahinter ist simpel: Nicht jeder Workload braucht Flüssigkeitskühlung. Für Standard-Server mit 5 bis 8 Kilowatt pro Rack ist Luftkühlung nach wie vor die kostengünstigste Lösung – vorausgesetzt, man macht es richtig.

Gleichzeitig steigt der Anteil GPU-basierter Systeme, die problemlos 30 bis 50 Kilowatt pro Rack ziehen. Hier führt kein Weg an direkter Flüssigkeitskühlung vorbei. Und dann gibt es noch die mittlere Kategorie – High-Density-CPU-Server mit 12 bis 18 Kilowatt – die mit Row-based-Cooling effizient gekühlt werden können.

Die Konsequenz: Wir planen heute Rechenzentren mit parallelen Kühlzonen. Jede Zone hat ihre eigene Infrastruktur, aber alle sind an ein gemeinsames, übergeordnetes Kältenetz angebunden. Das ermöglicht maximale Flexibilität: Ein Rack kann ohne Umbauarbeiten von Luftkühlung auf Liquid Cooling umgestellt werden – wir müssen nur die Anschlüsse aktivieren, die wir bereits vorbereitet haben.

Die Kunst liegt darin, die drei Welten Cloud, Colocation und On-Premise nahtlos zu integrieren – technisch, organisatorisch und wirtschaftlich. Und genau hier zeigt sich, warum modulare TGA so entscheidend ist: Die physische Infrastruktur muss flexibel genug sein, um Workloads zwischen diesen Ebenen zu verschieben, ohne jedes Mal Millionen in Umbaumaßnahmen zu investieren.

„Container-Rechenzentren“: Die unterschätzte Flexibilität

Ein Konzept, das in Deutschland noch zu wenig genutzt wird, sind modulare vorkonfigurierte Rechenzentren. Während in den USA und Skandinavien bereits ein erheblicher Teil der technischen Infrastruktur in Containern bereitgestellt wird, herrscht hierzulande noch Skepsis.

Dabei bieten „Container-Lösungen“ für TGA-Komponenten (E-Pods, NEA-Container, vorkonfigurierte Kältemodule) genau die Flexibilität, die hybride Strategien brauchen: Sie lassen sich binnen weniger Wochen aufstellen, sind vollständig vorkonfiguriert und getestet, und sie können bei Bedarf an einen anderen Standort verlegt werden.

Eine Stufe weiter sind komplett vorkonfigurierte „Kleinrechenzentren“, die weitestgehend fix und fertig geliefert werden und mit den unvermeidlichen Schnittstellen vor Ort verbunden werden müssen.

Mit unserem „privat Datacenter“ haben wir für einen Kunden in der Automobilindustrie ein „Container-Rechenzentren“ entwickelt. Es wurde weitestgehend im Werk vorkonfiguriert, per LKW geliefert und innerhalb von wenigen Wochen in Betrieb genommen.

Die TGA ist dabei komplett integriert: Kälteerzeugung, USV, Brandschutz, Monitoring – alles werksseitig verbaut und getestet. Die einzigen externen Anschlüsse sind Strom (Notstrom), Wasser und Netzwerk. Das ermöglicht eine Geschwindigkeit und Standardisierung, die mit klassischem Neubau nicht erreichbar ist.

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Energieautarkie: Die nächste Stufe der Modularität

Ein Trend, der sich 2026 verstärkt, ist die Entkopplung von der öffentlichen Stromversorgung. Nicht aus ideologischen Gründen, sondern aus purer Notwendigkeit: In vielen deutschen Regionen sind die Netzkapazitäten schlicht erschöpft.

Wir konzipieren deshalb zunehmend Rechenzentren mit in Teilen eigener Energieerzeugung. Das beginnt mit PV-Anlagen und Windradparks, geht über Batteriespeicher zur Lastglättung und endet bei gasbetriebenen Blockheizkraftwerken für die Grundlast.

Ein aktuelle Projektanfrage in Brandenburg: Ein mittelständisches Wind- und Solarparkbetreiber plant ein Rechenzentrum in seiner Region um seine „selbsterzeugte“ Energie optimal zu nutzen.

Monitoring und Orchestrierung: Ohne Digitalisierung keine Modularität

Modulare Systeme sind nur so gut wie ihre Steuerung. Ein Rechenzentrum mit drei Kühlzonen, hybrider Energieversorgung und flexiblen Workload-Verteilungen lässt sich nicht mehr mit klassischer Gebäudeleittechnik managen.

Wir setzen deshalb auf integrierte DCIM-Systeme (Data Center Infrastructure Management), die Echtzeit-Daten von allen TGA-Komponenten sammeln, analysieren und automatisiert optimieren. Das beginnt bei der Temperaturregelung – jede Zone wird individuell gesteuert, basierend auf der tatsächlichen IT-Last.

Es geht weiter bei der Stromverteilung: Intelligente PDUs (Power Distribution Units) messen den Verbrauch pro Rack und schalten bei Überlast automatisch auf redundante Pfade um. Und es endet bei der vorausschauenden Wartung.

Die Realität: In einem unserer jüngsten Projekte konnten wir durch optimierte Steuerung den PUE deutlich senken – ohne eine einzige Hardware-Komponente auszutauschen. Allein durch bessere Orchestrierung der Kühlung, Anpassung der Vorlauftemperaturen und dynamische Lastverteilung.

TCO-Perspektive: Was hybride Modularität kostet – und spart

Die zentrale Frage für jeden Entscheider: Lohnt sich der Aufwand? Modulare, hybride Infrastrukturen sind zweifellos teurer in der Planung und initial auch in der Umsetzung. Aber die TCO-Rechnung über fünf bis zehn Jahre fällt regelmäßig positiv aus.

Ein Rechenbeispiel: Ein klassisches, monolithisches Rechenzentrum mit 1 Megawatt IT-Last kostet in der Erstinvestition etwa 10 bis 12 Millionen Euro. Ein vergleichbares modulares System liegt bei 13 bis 14 Millionen Euro – also etwa 15 Prozent mehr.

Allerdings: Das modulare System lässt sich in drei Phasen realisieren, die Investition erfolgt gestaffelt über drei Jahre. Das spart Kapitalkosten und ermöglicht es, technologische Entwicklungen einzupreisen – die Kältemaschine, die wir 2028 installieren, ist effizienter als die von 2026.

Dazu kommt die operative Flexibilität: Workloads können zwischen Cloud, Colo und On-Prem verschoben werden, je nach Kostenstruktur und Anforderungen. Das allein spart in unseren Kalkulationen etwa 20 bis 30 Prozent der jährlichen Betriebskosten.

Und schließlich: Modulare Systeme haben einen deutlich höheren Restwert. Ein monolithisches Rechenzentrum, das auf eine bestimmte Last ausgelegt ist, lässt sich kaum umwidmen. Ein modulares System kann schrumpfen, wachsen, umkonfiguriert oder sogar verlagert werden.

Fazit: Modularität ist kein Feature, sondern eine Notwendigkeit

Die Zukunft der Rechenzentrumsplanung ist hybrid, modular und intelligent gesteuert. Wer heute noch monolithische Systeme plant, plant an der Realität vorbei. Unternehmen brauchen Infrastrukturen, die mit ihren Anforderungen wachsen, die sich an verändernde Workloads anpassen und die wirtschaftlich bleiben, auch wenn sich die Rahmenbedingungen ändern.

Als TGA-Planer und Generalplaner sehen wir uns in der Verantwortung, diese Flexibilität zu ermöglichen – ohne die Zuverlässigkeit und Effizienz zu opfern, die unsere Kunden erwarten. Das erfordert ein Umdenken: Weg von der Perfektion des Einzelsystems, hin zur Orchestrierung vieler, flexibler Module.

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