Projektdokumentation

Franzen, Christoph; Löther, Thomas; Meinhold, Uwe:

Nutzungsorientierte, optimierte Lokaltemperierung von Kirchen - modellhafte Voruntersuchungen und Konzeptentwicklung

14.06.2007 bis 13.12.2008

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Inhalt
Beteiligte

Klosterkirche St. Marienstern
In der ersten Projektphase wurde der enge Zusammenhang zwischen der starken Verschwärzung der Innenwände und dem Heizungssystem respektive dem Luftströmungsverhalten, dass durch die Beheizung wesentlich bestimmt wird, deutlich. In der Folge kam der Erfassung des Luftströmungsverhaltens eine größere Bedeutung zu. Die Kerzen konnten als ein möglicher Partikeldonator ausgemacht werden und eine Änderung zu Kerzen höherer Güte wurde veranlasst. Ein sinnvoll gestaltetes Messprogramm von Klimawerten an verschiedenen Raumpunkten, Behaglichkeitsmessungen und Rauchversuchten ermöglichen eine Beschreibung der Verhältnisse in der Klosterkirche. Die raumklimatischen Untersuchungen der Klosterkirche St. Marienstern hatten zur Aufgabe, die bestehende klimatische Situation im Kirchenschiff zu erfassen und zu bewerten. Gleichzeitig wurde der Einfluss der Beheizung, der Nutzer und des Außenklimas auf den Kirchenraum beurteilt. Dazu erfolgten vier verschiedene messtechnische Untersuchungen. So wurde das Raumklima an unterschiedlichen Messbereichen des Kirchenschiffs erfasst. Diese Messbereiche waren: Außenbereich, Messachse Südwand – Gewölbepfeiler – Nordwand und Messachse Gewölbeunterseite - mittlere Raumhöhe - Besucherbereich. Aus diesen Daten konnten dann für einen Jahreszyklus Aussagen über die raumklimatischen Zustände in der Klosterkirche über die Gebäudebreite und -höhe getroffen werden. Ergänzt wurden die Untersuchungen durch Messungen der Luftströmungen und der Luftwechselrate des Raumes. Für die Erarbeitung der Neukonzeption der Beheizung des Kirchenschiffs, war es außerdem wichtig das bestehende „Behaglichkeitsgefühl“ der Nutzer zu erfassen. Dazu erfolgte eine Behaglichkeitsmessung an verschiedenen Sitzbereichen im Kirchenschiff. Es wurden verschiedene Strategien der Sicherung oder Verbesserung der Behaglichkeit mit den Schwestern als häufigste Nutzer und anderen Nutzergruppen diskutiert. Es wurden sowohl theoretische Modelle als auch provisorische Modellbauten erarbeitet, um mit den Nutzern die konservativen und modernen Strategien zur Beheizung und Behaglichkeit zu erörtern. Auf der Basis der raumklimatischen Messdaten wurden Computersimulationen des Innenklimas zur Bestimmung des Heizungssystems durchgeführt und ausgewertet. Erste technische Rahmenbedingungen für eine Konzeption und Dimensionierung der neuen Raumheizung sind mit diesen Untersuchungen festgelegt. Die Zuführung eines Teiles der Wärme sehr nah am Nutzer zur Reduzierung der mittleren Raumlufttemperatur erscheint sinnvoll. Zusätzlich muss aber auch dafür gesorgt werden, dass Wärme an den bauphysikalisch kritischen Bereichen der Außenwände zugeführt wird. Zum einen sollte möglichen Feuchteschäden vorgebeugt werden, zum anderen ist es notwendig, die Wärme nicht punktuell oder zentral sondern weit verteilt einzubringen. Dies soll einem ungünstigen Raumluftströmungsverhalten entgegenwirken.





Dieses Projekt wurde gefördert durch
die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
AZ 24824/01

 
Inhalt

Berichterstattung:
Diagnostik und Konservierung
an Denkmalen in Sachsen und Sachsen-Anhalt e.V.
Dr. rer. nat. Christoph Franzen
Dipl.-Ing. (FH) Thomas Löther

mit Beiträgen der Kooperationspartner:
Dipl.-Rest. Christine Kelm, LfDS
Dipl.-Ing. Uwe Meinhold, TUD


2 Inhaltsverzeichnis
1 Projektkennblatt 1
2 Inhaltsverzeichnis 3
3 Abbildungsverzeichnis 4
4 Tabellenverzeichnis 7
5 Projektpartner 8
6 Zusammenfassung 9
7 Einleitung 11
7.1 Zisterzienserinnen-Abtei St. Marienstern – Geschichte und Gegenwart 11
7.2 Klosterkirche – Bedeutung und Rang des Bauwerks 11
7.3 Projektvorhaben 12
7.4 Umweltrelevanz 13
7.5 Zielsetzung des Vorhabens 13
7.6 Innovativer Charakter des Projektes 15
8 Historische Warmhaltestrategien 16
9 Schadensaufnahme 24
9.1 Geschichte der Innenraumfassungen 24
9.2 Klimabedingte Schäden an der Ausstattung 25
9.3 Verschwärzungserscheinungen an den Wänden und im Gewölbe 25
9.4 Erklärungsmodelle und -ansätze 30
9.5 Konsequenzen 34
10 Nutzungsdefinitionen 36
11 1. Expertentreffen 38
12 Bestehende Heizungsanlage in der Klosterkirche 44
13 Raumklimatische Untersuchungen 47
13.1 Messkonzept 47
13.2 Raumklimamessungen 48
13.3 Messung von Luftströmung / Rauchversuche 56
13.4 Behaglichkeitsmessungen 60
13.5 Bestimmung der Luftwechselrate mit CO2 63
13.6 Fazit 65
13.7 IR-Thermographie 67
14 Testbauten an dem Chorgestühl und den Bänken 77
14.1 Chorgestühl 77
14.2 Musterumbau 77
14.3 Visualisierung 78
14.4 Musterbank 81
14.5 Umfrage 84
15 Innenklimasimulationen 85
15.1 Einführung 85
15.2 Bestimmung der zu installierenden Heizleistung im Kirchenraum 85
15.3 Einsatz von Raumklimasimulationen 87
15.4 Zusammenfassung zum Innenklima 96
15.5 Aussichten 97
16 2. Expertentreffen 98
17 Empfehlungen 103
18 Literaturverzeichnis 105
Anlagen 22 Seiten

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DOI (Digital Object Identifier)

10.5165/hawk-hhg/63