6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen

Transkript

1 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen 1 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen Zu jeder Gemeinde gehört mindestens eine Kirche ein»sonderfall«, der sich nicht mit anderen Gebäuden vergleichen lässt. Und jede Kirche ist anders: Kirchengebäude unterscheiden sich unter anderem in ihrem Alter, der Bauweise, den verwendeten Baumaterialien, der geografischen Lage, der Nutzung und in ihrem Denkmalwert. Jeder dieser Parameter hat Einfluss auf die Möglichkeiten der baulichen Gestaltung und auf die Anforderungen, die an eine Klimatisierung des Raumes gestellt werden. Eine»goldene Regel«, wie eine Kirche beheizt werden kann oder wie eine optimale Beleuchtungsanlage auszusehen hat, gibt es nicht und kann es auch nicht geben. Für jede einzelne Kirche muss die optimale Lösung gesucht werden. Der Einbau von Kirchenheizungen ist schwierig: Die meisten Kirchen sind ohne Heizsystem errichtet worden, sodass beim nachträglichen Einbau oft erhebliche Kompromisse eingegangen werden mussten und sich die aktuelle Situation nur selten optimal darstellt. Um eine Schädigung des Bauwerks zu vermeiden, sollten bei allen Planungen und Überlegungen, die die bauliche Situation der Kirche verändern, entsprechende Fachleute hinzugezogen werden. Viele Bauschäden in Kirchen sind durch unbedachte Baumaßnahmen verursacht worden, die heute von den nachkommenden Generationen mühselig wieder saniert werden müssen. Glücklicherweise nehmen immer mehr Kirchengemeinden ihre Kirchengebäude inzwischen auch als»bauwerk Kirche«wahr und erkennen damit die spezifischen baulichen Eigenheiten des historischen Gebäudes an. Wohnzimmertemperaturen im Kirchenschiff und Garderoben im Turmbereich kommen zwar leider noch immer vor, aber es setzt sich doch die Erkenntnis durch, dass Kirchen nicht mit Gemeindesälen gleichzusetzen sind. Für die Erhaltung der historischen Kirchengebäude ist es unerlässlich, dass der Mensch sich dem Gebäude unterordnet und nicht umgekehrt. 6.1 Wie warm soll es sein? Anforderung an das Raumklima»Die Orgel braucht 17 Grad! Durchgehend! Hat der Orgelbauer gesagt!«so oder so ähnlich klingen häufig die Aussagen, wenn man sich in Gemeinden erkundigt, wie die Kirche temperiert wird. Doch ist das richtig? Welche Anforderungen werden wirklich gestellt? Und was heißt das für den Kirchenraum? Im Grunde sind es drei Interessen, die die Anforderungen an die Klimatisierung des Kirchenraumes bestimmen: Die Bedürfnisse der Gebäudenutzer, die Anforderungen an die Raumgestaltung und der Erhalt der Bausubstanz. Diese drei Pole schließen sich zwar nicht grundsätzlich gegenseitig aus, werden aber in der Praxis zu selten in einen Zusammenhang gebracht. Die lauteste Gruppe ist die der Gebäudenutzer, also vor allem der Gemeindemitglieder. Wenn es ihnen zu kalt ist, werden sie auf den Küster, Pfarrer oder Kirchenvorstand einwirken, damit die Temperatur in der Kirche erhöht wird.

2 2 Energieleitfaden Sonst, so heißt das typische Argument, werde man eben zuhause bleiben. Dabei kann das Höherdrehen der Heizung hier nur begrenzt weiterhelfen: Dass der Kirchenbesucher sich unbehaglich fühlt, liegt daran, dass die kalten Außenwände Kälte abstrahlen und die empfundene Temperatur spürbar niedriger ist als die Lufttemperatur. Der Effekt ist bekannt von einfach verglasten Fenstern in Altbauten, die auch das Gefühl von Kälte geben. In der Kirche tritt dieser Effekt verstärkt auf, da die großflächigen Außenwände eine sehr niedrige Temperatur haben. Das daraus resultierende Kältegefühl der Kirchenbesucher kann von der erwärmten Raumluft nur zu einem Teil ausgeglichen werden. Dem gegenüber steht das Interesse der Raumgestaltung. Die Gewohnheiten der Gemeinde beim Gottesdienst oder bei anderen Veranstaltungen ändern sich mit der Zeit gegebenenfalls werden der Raum oder die Ausstattung dem angepasst. Allerdings können solche Änderungen das Gebäude oder wertvolle Gegenstände schädigen. Ein typisches Beispiel ist die Chororgel, die neu im Altarraum aufgestellt wird: Da Kirchen sehr oft nach Osten ausgerichtet sind, heißt das, dass die Orgel mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent an der Nordwand zu stehen kommt wenn es ungünstig läuft, in der direkten Sonneneinstrahlung. Die leiseste Partei in diesem Spannungsfeld ist das Kirchengebäude selbst. Viele Kirchen haben Jahrhunderte mehr oder weniger schadlos überstanden, bevor sie aufgrund von Eingriffen wie dem Einbau von Kirchenheizungen ohne angepasste Regelungstechnik oder durch unsachgemäße Sanierungen regelrecht»verheizt«wurden. Eine sehr gute Hilfestellung zur Planung und Bedienung von Kirchenheizungen gibt die»richtlinie für die Beheizung von Kirchen«, 1972 erarbeitet von den Diözesan- Baumeistern und Baureferenten der Landeskirchen und Bistümer. Trotz ihres Alters ist sie immer noch Grundlage vieler weitergehender Merkblätter und Empfehlungen. Richtlinie für die Beheizung von Kirchen: Arbeitsergebnis der Tagung der Diözesan-Baumeister und Baureferenten vom in Mainz. Veröffentlicht in der Zeitschrift»Das Münster«Jg.; Heft 4, 1972, S Woher bekommt man das? Ergänzt wird die Richtlinie seit Februar 2008 durch den Entwurf einer neuen DIN. Sie fasst vor dem Hintergrund der Erhaltung des kulturellen Erbes den derzeitigen Kenntnisstand zur Beheizung von Kirchen in Empfehlungen zusammen und beschreibt die Vor- und Nachteile der typischen Kirchenheizungsarten. DIN EN (Entwurf ) 2008: Erhaltung des kulturellen Erbes Spezifikation und Kontrolle des Raumklimas Beheizung von Kirchen. Beuth Verlag, Berlin 6.2. Vorsicht ist geboten: Klimabedingte Schäden Feuchteschwankungen und Änderung des Raumklimas Klassische Kirchen bestehen ebenso wie die darin befindlichen Wertgegenstände in der Regel aus natürlichen Baustoffen: Orgeln sind aus Holz und Leder gebaut, Bilder auf Trägerputze oder Leinwände gemalt. All dies sind»atmende«werkstoffe, deren Feuchtegehalt von dem der Raumluft abhängt. Ihnen geht es dann am besten, wenn im Kirchenraum natürliche, möglichst konstante Luftzustände herrschen, das heißt, wenn die relative Feuchtigkeit zwischen 50 und 70 Prozent liegt. Auf Änderungen des Raumklimas reagieren diese Werkstoffe sensibel. Von Einfluss ist hier weniger die absolute Temperatur als vielmehr die relative Luftfeuchtigkeit. So dehnt sich Holz bei zunehmender Feuchte aus und zieht sich bei Trockenheit zusammen. Je kleiner die Schwankungen sind,

3 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen 3 desto besser bilden sich die Veränderungen wieder zurück. Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere große, abrupte und häufige Feuchteschwankungen kritisch sind und schnell Schäden verursachen können. Verschärft wird das Problem dadurch, dass die Volumenänderung je nach Werkstoff und Faserrichtung unterschiedlich ausfällt. So kommt es bei Kombinationen zweier Werkstoffe wie zum Beispiel Farbe auf Holz oder verbautem Holz leicht zu Spannungen, die im Extremfall zu Rissen im Holz oder zu abbröckelnder Farbe führen können. Bei Orgeln werden diese Spannungen als so genannte»heuler«hörbar das sind hängende Tasten oder undichte Lederdichtungen auf den Ventilen, die auf Passung gearbeitet sind, aber durch die Volumenänderung nun verklemmen. Im Normalfall bilden sich diese Störungen bei Normalisierung der Luftfeuchtewerte wieder zurück. Vorsicht ist geboten, wenn man in einem Kirchenraum zwar nicht optimale, aber stabile klimatische Raumzustände vorfindet. Es ist durchaus möglich, dass sich die Werkstoffe im Laufe der Zeit diesen klimatischen Zuständen angepasst haben und sich nun in einem Beharrungszustand befinden. Ein Verändern der Raumluftzustände mit dem Ziel, die in der Literatur als optimal empfohlenen Werte zu erreichen, kann irreparable Schäden verursachen. Dementsprechend empfiehlt die DIN, vor einer Änderung der klimatischen Bedingungen zu bestimmen, welches Raumklima üblicherweise im betreffenden Kirchenraum herrscht und erst auf dieser Grundlage eine Entscheidung zu treffen. Kondensation an den Außenwänden Die Innenseiten der Kirchenwände sind während der Heizperiode meist spürbar kälter als die Raumluft. Daher besteht die Gefahr, dass Feuchte an der Oberfläche auskondensiert. Das kann schwere Schäden zur Folge haben, vor allem die Schwärzung der Wandflächen und die Zerstörung historischer Glasmalereien und Verglasungen. Bei Renovierungsarbeiten wurde unter dem Putz dieses Wandbild des Hl. Christophorus entdeckt. Die anfangs strahlenden Farben sind mittlerweile erheblich eingedunkelt. Mit dazu beigetragen hat sicherlich der Auslass der Warmluftheizung, der sich direkt unter dem Wandbild befindet.

4 4 Energieleitfaden Als Schwärzen wird die Ablagerung von Partikeln an der Außenwand bezeichnet. Die Feuchtigkeit wirkt dabei wie ein Klebstoff, der die Schmutzpartikel an die Wand bindet. Die Partikel haben verschiedene Quellen: Zum einen gelangen sie von außen in die Kirche, weil beispielsweise die Kirchenbesucher an ihren Schuhen oder ihrer Kleidung Schmutz hineintragen. Außerdem entstehen die Staubpartikel auch durch Verwitterungsprozesse in der Kirche. Als dritte Quelle müssen die Kerzen und in katholischen Kirchen der Weihrauch genannt werden. All diese chemischen und physikalischen Prozesse lassen sich zwar nicht unterbinden, aber durch geeignete Maßnahmen verringern. Die einfachsten sind die Verwendung wenig rußender Kerzen und die regelmäßige, möglichst feuchte Reinigung des Kirchenschiffs, um die Schmutzmenge zu reduzieren. Bei Warmluftheizungen müssen zudem regelmäßig die Luftfilter gereinigt werden. Die Zuluftgeschwindigkeit sollte möglichst gering gehalten werden, da sich dadurch die Menge des durch den Luftstrom aufgewirbelten Staubes reduziert. Die Bauamtsleiter empfehlen in ihrer Richtlinie eine maximale Luftgeschwindigkeit am Luftauslass von zwei Metern pro Sekunde. Auch die Heizstrategie kann Schwärzungseffekte beeinflussen: Da sich die Feuchtigkeit gerade dann an der Außenhülle niederschlägt, wenn die Oberflächentemperatur der Wand spürbar kälter als die Raumluft ist, sollte die Temperaturdifferenz zwischen Wand und Raumluft möglichst gering gehalten werden. Schädigung durch Überhitzung oder Strahlung Die Kulturschätze einer Kirche können auch durch zu große Hitze Schaden nehmen, die durch eingebaute Heizungen oder durch den Wärmestau im Gewölbe entsteht. In vielen Kirchen wurden die Heizungen nachträglich eingebaut, allerdings selten mit Blick auf die Standorte wertvoller Gegenstände. In mancher Kirche entdeckt man den Luftauslass der Warmluftheizung direkt unter der Kanzel, dem geschnitzten Altar oder dem Wandbild (Bild...). Ähnlich brisant ist es, wenn eine Fußbodenheizung dort installiert ist, wo die Orgel oder der Altar stehen. Warme Luft steigt bekanntlich nach oben unbemerkt, da man sich als Besucher nur am Boden des Kirchenschiffs aufhält. Insbesondere bei Warmluftheizungen kann die Luft im Gewölbe erheblich wärmer sein als im Kirchenschiff. Oft ist schon die Orgelbühne spürbar wärmer als das Kirchenschiff. Für das Gebäude heißt das allerdings, dass die Materialien im oberen Teil der Kirche einer dauerhaft höheren Temperatur ausgesetzt sind, was wiederum zur Austrocknung führen kann. Die möglichen Folgen reichen vom Abbröckeln des Putzes bis zur Gefährdung der Gewölbe aufgrund der Veränderung der Statik Kompromiss zwischen Nutzern und Bauwerk: die Temperierung von Kirchenräumen Ziel der Temperierung des Kirchenraumes muss es sein, die Nutzung für den Kirchenbesucher möglichst behaglich zu gestalten ohne das Gebäude zu schädigen. Daher sollte zuerst geklärt werden, inwieweit das Gebäude oder darin enthaltene Gegenstände kulturell wertvoll sind und welches Raumklima für ihre langfristige Sicherung notwendig ist. Danach muss überlegt werden, wie die erforderlichen Klimawerte gewährleistet werden können.

5 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen 5 Grundtemperatur, Auf- und Abheizen Bewährt hat sich die Empfehlung der Diözesanbaumeister und Baureferenten von 1972 (siehe Tipp Seite xxx): Der Kirchenraum soll außerhalb der Nutzung auf einer Grundtemperatur von zirca 8 C gehalten werden. Zum Gottesdienst kann auf eine Temperatur von maximal 12 bis 15 C aufgeheizt werden. Hierbei sollte die Veränderung der Raumtemperatur möglichst langsam maximal 1,5 Grad je Stunde erfolgen. Dieses Verfahren hat zwei positive Effekte: k siehe Info Seite XX Durch die Grundtemperierung auf ca. 8 C erhöht sich die Oberflächentemperatur an der Innenseite der Außenwand. Dies reduziert einerseits die Temperaturdifferenz zwischen Wandund Lufttemperatur und damit die Kondensationsgefahr und macht andererseits den Aufenthalt im Kirchenraum spürbar angenehmer. Die Temperaturdifferenz von rund fünf Grad zwischen der Grundtemperatur und der Gottesdiensttemperatur ändert die relative Luftfeuchtigkeit normalerweise nur innerhalb der empfohlenen Schwankungsbreite von 50 bis 70 Prozent. Bei modernen Kirchengebäuden, die nach heutigen Baugrundsätzen errichtet wurden, können diese für klassische Kirchengebäude geltenden Richtwerte nicht pauschal angesetzt werden. Eine Temperaturabsenkung unter 17 C sollte hier zwar angestrebt werden, aber nur bei gleichzeitiger Kontrolle der Raumluftfeuchte erfolgen. Die Veränderung der Raumtemperatur sollte grundsätzlich möglichst langsam erfolgen. Die Empfehlungen sprechen von maximal einem Grad je Stunde. Hiermit ist aber nicht gemeint, dass die Heizung mit voller Leistung so lange Abb. 1 Taupunktkurve Die Erfahrung zeigt, dass in Kirchen, die auf die empfohlene Temperatur von 8 C grundtemperiert und zu den Gottesdiensten auf maximal 15 C erwärmt.

6 6 Energieleitfaden Wärme in den Kirchenraum abgibt, bis ein Grad Erwärmung erreicht ist und dann den Rest der Stunde»abwartet«. Gemeint ist vielmehr, dass die Temperatur so langsam und kontinuierlich erhöht wird, dass nach einer Stunde eine Zunahme um ein Grad erreicht ist. Dafür kann es sinnvoll sein, die Leistung der Heizung zu reduzieren. Bei älteren Warmluftheizungen ist das beispielsweise dadurch zu erreichen, dass die die Temperatur der Zuluft verringert und/oder der Ventilator in einer geringeren Leistungsstufe betrieben wird. Investieren am richtigen Ort: Regelungstechnik In vielen Kirchen lässt sich beobachten, dass der Standard der Regelungstechnik der Heizungsanlage in keinem Verhältnis zum kulturellen und monetären Wert der Kirche und ihrer Kunstgegenstände steht. Es werden Orgeln für sechsbis siebenstellige Euro-Beträge angeschafft, an einer adäquaten Heizungsregelung wird jedoch gespart. AUS DER PRAXIS Im Bild ist ein beispielhaftes Protokoll für zwei normale Wintertage ausgewertet. Gottesdienste oder andere Veranstaltungen fanden nicht statt. Deutlich zu erkennen sind die Heizzeiten der Warmluftheizung. Um 6 Uhr morgens läuft die Heizung an und schaltet sich mittags um 14 Uhr wieder aus. In diesem Zeitraum hebt sie die Lufttemperatur an der Orgel von 11 C auf 15 C an. Die erste Frage, die sich stellt, ist: Warum wird bis auf 15 C aufgeheizt, obwohl die Kirche nicht genutzt wird? Sehr schön ist im Protokoll die Gegenläufigkeit von Temperatur und relativer Feuchtigkeit zu beobachten. Sobald die Heizung die Raumluft erwärmt, sinkt die relative Feuchtigkeit. Während der gesamten Messdauer wird der empfohlene Feuchtebereich unterschritten, während der Aufheizphase sogar noch bis auf 35 Prozent relative Feuchte weiter reduziert. Die Orgel wird im wahrsten Sinne des Wortes»trockengeheizt«. Abb. 2 Protokoll einer Feuchte-Temperatur- Messung in einer Kirche an zwei Wintertagen

7 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen 7 Grundsätzlich sollte die Heizungsregelung mit Hilfe von Feuchtefühlern erfolgen, die an allen kritischen Stellen wie der Orgel und den Kunstgegenständen die Einhaltung der zulässigen Raumluftfeuchte kontrollieren. Auf der Basis dieser Messungen kann die Heizungsregelung die vom Nutzer gewünschten Temperaturen erlauben oder ablehnen. Diese Technik ist zwar mit Kosten verbunden, bietet aber die Chance, dass einerseits das maximale Einsparpotential ausgeschöpft wird und andererseits der Raum möglichst schonend temperiert werden kann. Die Kosten für eine solche Regelungstechnik amortisieren sich durch eingesparte Energie- und Sanierungskosten in der Regel innerhalb weniger Jahre. Die Montageorte der Fühler sollten dabei gut überlegt sein. Feuchtefühler gehören wie bereits ausgeführt in die direkte Nähe der sensiblen Kunstgegenstände. Dementsprechend sollten die Temperaturfühler dort angebracht werden, wo die gewünschte Temperatur auch gefordert wird, also in der Regel im Kirchenschiff. Eigentlich selbstverständlich, sollte man meinen, doch findet man in der Praxis überraschend häufig fragwürdige Messorte: auf der von der Sonne angestrahlten Nordwand, im Stauwärmebereich unter der Orgelbühne, an der Säule direkt neben dem Warmluftauslass oder gar nebenan in der Sakristei. Sollte kein Feuchtefühler vorhanden sein, kann als erster Ansatz auch ein einfaches Feuchte-Messgerät mit Minimal- und Maximal-Anzeige aus dem Baumarkt weiterhelfen. Allerdings ist es wichtig, dass die angezeigten Werte regelmäßig abgelesen und hinterfragt werden. Auf diesem Weg bekommt man einen recht guten Eindruck, in welchem klimatischen Zustand sich der Kirchenraum befindet. Eine exaktere und detaillierte Auskunft kann ein Feuchte- und Temperaturschreiber liefern. Er erfasst kontinuierlich die klimatischen Zustände. Bewährt hat sich die Erfassung von 30-Minuten-Werten. Ein Vorteil diese Technik ist, dass auf diese Weise die korrekte Arbeitsweise und Einstellung der Heizungsregelung überprüft werden kann. k siehe Kasten Seite XX Energieeinsparung durch Optimierung des Raumklimas Aus dem Wohnungsbaubereich ist die Faustregel»Absenken der Mitteltemperatur um 1 C spart rund sechs Prozent Energie«bekannt. Dieser Richtwert ergibt sich aus der Differenz zwischen üblicher Innenraumtemperatur (21 C) und mittlerer Außentemperatur (5 C) während der Heizperiode: sie beträgt 16 Grad. Wird die mittlere Innenraumtemperatur um ein Grad abgesenkt, kann man die Energieeinsparung mit rund 1/16 abschätzen also sechs Prozent. Für Kirchen, die im Gegensatz zu Wohnungen nur auf maximal 15 C beheizt werden, beträgt die Differenz zwischen Innen- und Außentemperatur nur rund zehn Grad. Dementsprechend erhöht sich das Einsparpotenzial auf rund 10 Prozent Energieeinsparung je Grad Mitteltemperatur. Für das in Abbildung XXX dargestellte Beispiel bedeutet das: Die Kirche, die täglich von der Grundtemperatur von 11 C auf rund 15 C aufgeheizt wird, hat eine Mitteltemperatur von 12,5 C. Würde die Heizung so eingestellt, dass sie nicht mehr täglich auf 15 C hochheizte, sondern die 11 C Grundtemperatur hielte, läge die Mitteltemperatur also 1,5 Grad niedriger. Dadurch würde der Energiebedarf um rund 15 Prozent sinken in diesem konkreten Fall um kwh oder 350 Euro im Jahr.

8 8 Energieleitfaden 6.4. Moderater Aufwand, hoher Nutzen: bauliche Maßnahmen Wie bereits beschrieben besteht in Kirchen das grundsätzliche Problem, dass die empfundene Temperatur im Raum nicht mit der im Allgemeinen als Umgebungstemperatur definierten Lufttemperatur übereinstimmt. Vielmehr setzt sich die Temperatur, die eine Person in einem Raum empfindet, zu gleichen Teilen aus der Lufttemperatur und den Oberflächentemperaturen der umgebenden Wände zusammen. Kirchengebäude stellen insofern einen Extremfall dar, als die Außenwände kaum eine Dämmung aufweisen und daher im Winter erheblich kälter als die Lufttemperatur sind. Der Besucher empfindet dann die Kirche als»zu kalt«und»zugig«, obwohl die Lufttemperatur eigentlich ausreichen müsste. Um nun den Aufenthalt angenehmer zu machen, müsste man entweder die Lufttemperatur oder die Oberflächentemperatur der umgebenden Wände erhöhen. Beides ist schwierig zu verwirklichen: Höhere Lufttemperaturen können das Gebäude schädigen (siehe Kapitel 6.2); bauliche Maßnahmen sind in der Regel mit erheblichen Eingriffen in die Bausubstanz verbunden. Dies kann einerseits sehr kostenintensiv sein und sich aufgrund der im Vergleich zu anderen Gebäuden in der Regel geringen Nutzung der Kirchen nur in vergleichsweise langen Zeiträumen rechnen. Andererseits sind viele bauliche Maßnahmen aufgrund der denkmalwerten Erhaltung des Gebäudes nicht zu rechtfertigen zum Beispiel Warmluftkanäle unter dem Fußboden, die durch historische Grablagen führen würden. Dennoch gibt es einige bauliche Maßnahmen, die nicht nur den Energiebedarf senken und die Aufenthaltsqualität spürbar steigern können, sondern gegebenenfalls auch den Kirchenraum den heutigen Nutzungen ein Stück weit anpassen können. Die mit diesen Strategien verbundene Umgestaltung der Räumlichkeiten stehen den kulturellen und sakralen Aspekten zwar nicht entgegen, müssen allerdings von den Gemeindemitgliedern und den entsprechenden Gremien gewollt und mitgetragen werden. Einbau von Windfängen: Viele Kirchen nutzen den Eingangsbereich im hinteren Teil der Kirche zur Schriftenauslage oder für Aushänge. Da er oft im Bereich des Turmes liegt oder durch eine Orgelbühne überbaut ist, ist er nicht in den Kirchenraum einbezogen. Es bietet sich an, diesen Bereich der Kirche durch Glaswände vom restlichen Kirchenschiff zu trennen. Der Eingangsbereich wird so vom Kirchenraum therk siehe Info Seite XX Verringerung der Luftgeschwindigkeit im Raum: Die Zuluftgeschwindigkeit in Kirchen sollte möglichst gering gehalten werden, da sich dadurch die Menge des durch den Luftstrom aufgewirbelten Staubes reduziert. Die Bauamtsleiter empfehlen in ihrer Richtlinie von 1972 (siehe Tipp Seite xxx) eine maximale Luftgeschwindigkeit am Luftauslass von zwei Metern pro Sekunde. Heute findet man sogar Empfehlungen, die mit 0,2 m/s weit darunter liegen. Verminderung der Fußkälte: Eine sehr wirkungsvolle Möglichkeit zur Steigerung der Aufenthaltsqualität ist die Verminderung der Fußkälte. Gerade im Winter und in den Übergangszeiten werden Steinfußböden als unangenehm empfunden. Hier empfiehlt es sich, den Fußboden mit einem besser dämmenden Material wie Bodenbelägen oder einem Holzboden zu versehen. Allein durch die Dämmwirkung des Bodenbelages wird das Gefühl der aufsteigenden Kälte für die Zeit des Gottesdienstes verzögert.

9 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen 9 misch entkoppelt. Zugluft, Wärmeverluste und Lärmbelastungen beim Öffnen der Außentür werden drastisch reduziert. Die hiermit verbundene Energieeinsparung lässt sich mit rund zehn Prozent abschätzen. Gebäudeanschluss zum Turm: Auch der Gebäudeanschluss zwischen Kirchenschiff und Kirchturm sollte überprüft werden. Sehr häufig ist der Turm direkt von der Orgelbühne aus erreichbar. Nicht selten schließen die Türen nicht dicht oder der Zugang ist gar offen: Es wird quasi»direkt nach draußen«geheizt. Solche Wärmeverluste können den Energiebedarf durchaus verdoppeln. LÖSUNG? Dämmen der obersten Geschossdecke: Auch in Kirchen ist das Dämmen der obersten Geschossdecke prinzipiell möglich. Grundsätzlich sollte auch hier ein Architekt hinzugezogen werden. Gute Erfahrungen wurden mit der Dämmung des Dachbodens oberhalb der Gewölbe gemacht. Aufgrund dieser Maßnahme steigt die Temperatur im Kirchenraum um ein Grad und der Energieverbrauch sinkt entsprechend um rund zehn Prozent. Eine direkte Dämmung der Gewölbe sollte dagegen vermieden werden. Verringerung der Fallwinde an hohen Fenstern: Viele Kirchen haben sehr hohe, aber einfachverglaste Fensterflächen, an denen sich die Luft abkühlt und zu regelrechten»fallwinden«führt. In der St.-Georgen-Kirche in Wismar wurde daher im Rahmen eines Forschungsprojekts der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) die Wirksamkeit von Windleitblechen an den Fensterunterkanten untersucht. Die Bleche, die aus dem Kirchenschiff nicht zu sehen sind, lenken die Fallwinde in die Horizontale ab, so dass die Zugluft den Kirchenbesucher weiter unten nicht mehr erreicht. Eine ausführliche Dokumentation zu diesem Forschungsprojekt liegt noch nicht vor, jedoch hat die DBU bereits ein positives Resümee gezogen. Umwelt schützen Schöpfung bewahren. DBU-Projekte mit Kirchen und kirchlichen Einrichtungen. Osnabrück 2008, S Als pdf-datei im Internet zum Herunterladen unter Schutzverglasung an Kirchenfenstern: Das Anbringen einer Schutzverglasung dient in erster Linie dem Schutz des Glasfensters vor Korrosion oder mutwilliger Zerstörung. Durch die Dämmwirkung der zweiten Scheibe verringert sich dabei auch der Wärmebedarf des Gebäudes. Diese Baumaßnahme verändert jedoch die bauphysikalischen Gegebenheiten an und in der Außenhülle der Kirche erheblich, da mit einer zusätzlichen Verglasung auch eine Veränderung der Oberflächentemperaturen und eine Verschiebung des Kondensationspunktes verbunden sind. Es sollte daher auf jeden Fall ein Bauphysiker hinzugezogen werden.

10 10 Energieleitfaden AUS DER PRAXIS Die Birnen brachten den Durchbruch Ein ökumenisches Frühstück gab den Anstoß zu den Umweltschutzaktivitäten der katholischen Pfarrgemeinde Liebfrauen in Holzwickede.»Die Pastoren treffen sich regelmäßig, und die evangelische Gemeinde am Ort wollte gerade dem Umweltmanagementprogramm des Grünen Hahns beitreten«, berichtet Willi Schäfer, einer von drei Umweltbeauftragten der Liebfrauengemeinde fand sich daraufhin ein Trio aus dem Hauswart, einem EDV-Fachmann und Schäfer als früheren Betriebsleiter einer Maschinenfabrik zum Umweltteam zusammen.»angefangen haben wir damit, die Verbrauchszahlen ab 2003 zusammenzutragen, damit der Ist- Zustand erst mal deutlich wird«. sagt Schäfer. Gegen manche Ängste und Befürchtungen habe man anreden müssen.»wir haben uns dann gern zum Kaffee eingeladen und Kuchen mitgebracht, damit die Atmosphäre gleich freundlich ist.«dem Team war klar: Der erste Auftritt muss ein durchschlagender Erfolg sein, damit alle mitziehen. Vor dem Bauverein sprachen die Umweltbeauftragten schließlich über Bestandsaufnahme und Pläne. Alles lief gut, aber die anschließenden Entscheidungsphasen dauerten ihnen zu lang.»in der Kirche haben allein die Kronleuchter 108 Lampen«, sagt Schäfer,»an einem davon haben wir einfach die Birnen gegen Energiesparlampen gleicher Lux-Zahl ausgewechselt. Nicht mal der Pastor wusste was davon.«aber er merkte es. Bei den Glühbirnen sieht man den hellen Draht in der Lampe, bei den Energiesparlampen nicht.»ihr habt da doch was gemacht?«hatten sie. Und die anschließende Diskussion darüber, dass die neuen Birnen zwar teurer sind, aber auch viel länger halten als die herkömmlichen, überzeugte auch Skeptiker.»Das war der Durchbruch«, stellt Willi Schäfer fest. Mit Hilfe der Energie- Agentur.NRW arbeiteten sich die Umweltbeauftragten durch die Gemeinde. Auch im Pfarrzentrum wurden beispielsweise die Leucht- Beispiel-BU: Die neuen Energiesparlampen sind zwar teurer, halten aber auch viel länger als die herkömmlichen.

11 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen 11 Beispiel-BU: Das Pfarrhaus, mit eklatant hohem Wärmeverbrauch das»schwarze Schaf«der Gebäude, wird als nächstes Projekt gründlich auf Energiesparkurs gebracht. mittel ausgetauscht, im Kindergarten die Temperaturen nachts und am Wochenende abgesenkt anfangs allerdings zu tief, doch auch das hat sich inzwischen eingespielt. Viele weitere kleine Schritte führten zur Zertifizierung Anfang 2007.»Damit waren wir die erste katholische Gemeinde nördlich des Main«, sagt Schäfer stolz. Die ersten Einsparungen waren so deutlich 30 Prozent bei der Heizenergie, 49 Prozent beim Strom dass sich der Energieversorger, die RWE AG, ungläubig bei der Pfarrgemeinde Liebfrauen meldete und ihr für 2007 den Klimaschutzpreis des Konzerns verlieh. Der wiederum brachte Aufmerksamkeit, Zeitungsberichte und viele Anfragen anderer Gemeinden nach Rat und Vorträgen. Das Pfarrhaus, mit eklatant hohem Wärmeverbrauch das»schwarze Schaf«der Gebäude, wird als nächstes Projekt gründlich auf Energiesparkurs gebracht: Thermographie-Aufnahmen gaben Aufschluss über die kritischen Stellen, Keller und Dach wurden isoliert, Fenster ausgewechselt, dann ist eine neue Brennwertheizung geplant. jährlicher Gasverbrauch/m Kirche 125 kwh 128 kwh 93 kwh 103 kwh jährlicher Gasverbrauch/m Pfarrhaus 224 kwh 187 kwh 177 kwh 176 kwh jährlicher Gasverbrauch/m Gebäude gesamt 133 kwh 114 kwh Stromkosten Gemeinde gesamt: 7833 EUR 6304 EUR 5587 EUR 5097 EUR Abb. 3 Gasverbrauch und Stromkosten der katholischen Pfarrgemeinde Liebfrauen in Holzwickede (Beispieltext)

12 12 Energieleitfaden 6.5. Technische Vielfalt: Welche Kirchenheizung ist die richtige? k siehe Abbildung unten k siehe Info Seite XX Das typische Kirchenheizungssystem gibt es das überhaupt? Wohl eher nicht. Abbildung XXX zeigt das Ergebnis einer Auswertung für Sakralräume in Nordrhein-Westfalen: Keines der Kirchenheizungssysteme ist vorrangig. Selbst die Warmluftheizungen, insgesamt mehr als die Hälfte der erfassten Fälle, unterscheiden sich in der Art der Warmlufterzeugung. Jedes Heizsystem hat seine eigenen Vorzüge und Qualitäten. Einen Goldstandard für alle Kirchengebäude gibt es nicht. In der Regel muss man sich mit der vorhandenen Technik arrangieren und die bestmögliche Regelstrategie suchen, da grundsätzliche Veränderungen nur selten möglich sind: Der Wechsel des Heizsystems ist meist mit erheblichen Eingriffen in die Bausubstanz verbunden, was in der Regel kaum zu rechtfertigende Kosten verursacht. Warmluftheizung Warmluftheizungen sind für die Beheizung großer Räume ideal wenn sie entsprechend geplant und eingebaut werden. An möglichst vielen Stellen wird warme Luft in den Kirchenraum geleitet, denn je mehr Warmluftauslässe vorhanden sind, desto eher können die Luftverwirbelungen im Raum gering und die Zuluftgeschwindigkeit möglichst niedrig gehalten werden. Die Bauamtsleiter empfehlen in ihrer Richtlinie von 1972 (siehe Tipp Seite xxx) eine Zuluftgeschwindigkeit von höchstens zwei Metern pro Sekunde. Weiterhin sollte die Temperaturdifferenz zwischen Zu- und Raumluft möglichst gering sein, da so die warme Luft nicht direkt bis ins Gewölbe steigt und sich daher ein Warmluftsee im Bodenbereich bilden kann. Ein weiterer Vorteil von Warmluftheizungen ist, dass außer den Lüftungsgittern keine Einbauten sichtbar sind. Nachteilig wirkt sich aus, dass die Erhöhung der gefühlten Temperatur einzig durch die Anhebung der Lufttemperatur erfolgt. Besondere Aufmerksamkeit sollte der Regelbarkeit der Heizungsanlage zukommen, da zu schnelles Aufheizen der Raumluft wie beschrieben oft schädlich für Kunstwerke und Orgel ist. Es werden verschiedene Varianten der Warmluftheizung unterschieden: Abb. 4 Kirchenheizungssysteme Verbreitung der verschiedenen Kirchenheizungsarten in NRW (Auswertung der Beratungen der Energie- Agentur.NRW)

13 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen 13 Bei der direkten Wamlufterzeugung wird die Warmluft direkt, d.h. ohne den Zwischenwärmeträger Wasser, erzeugt. Bei der indirekten Warmlufterzeugung wird in einem normalen Heizkessel Heizwasser erzeugt und über Rohrleitungen zum Lufterhitzer in der Lüftungsanlage transportiert. Dieses System findet sich häufig, wenn neben der Kirche noch ein weiteres Gebäude mit der gleichen Kesselanlage beheizt wird. Wie bereits im Kapitel»Wärmeerzeugung«beschrieben, ist in diesem Fall der Einsatz eines Gas-Brennwertkessels möglich. (Weitere Informationen zu den technischen Voraussetzungen im Kapitel»Brennwerttechnik«auf Seite XX) k siehe Kapitel Wärmeerzeugung k siehe Kapitel Brennwerttechnik Seite XX Die dezentrale Warmlufterzeugung in Wärmestationen ist eine vergleichsweise neue Variante; hier wird die warme Luft direkt im Kirchenraum am Warmluftauslass erzeugt. Auf der einen Seite des Warmluftgitters wird die kalte Luft dem Kirchenschiff entnommen, über einen Wärmetauscher erwärmt, der an die zentrale Warmwasserheizung angeschlossen ist und direkt wieder in den Kirchenraum gegeben. Der bauliche Aufwand beschränkt sich auf die Bodenarbeiten für die Warmluftstationen und die Verlegung der Warmwasserleitungen. Gegebenenfalls können auch vorhandene Warmluftkanäle für die Verlegung der Warmwasserleitungen genutzt werden. Zentrale Lüftungsanlagen, zu denen Warmluftheizungen gehören, müssen in der Regel auch einen Außenluftanschluss besitzen. Über einen Stellmechanismus lässt sich das Mischungsverhältnis zwischen Umluft- und Außenluftanteil festlegen. Je nach Hersteller der Regelungstechnik ist der Schalter für Umluftbetrieb mit»energiesparschaltung«,»winterbetrieb«oder Ähnlichem bezeichnet. Da der Stellmechanismus defekt oder festgerostet sein kann, ist eine regelmäßige Überprüfung sinnvoll. Warmluftheizungen in Kirchen sollten in der Regel mit Umluft betrieben werden. Erhöht sich der Außenluftanteil, hat das zwei Folgen: Zum einen nimmt die relative Raumluftfeuchte ab, da die auf Raumtemperatur erwärmte Außenluft sehr trocken ist. Zum anderen steigt der Wärmebedarf, da die Außenluft erheblich kälter ist als die alternativ genutzte Raumluft. In den meisten Kirchen liegen die Warmluftauslässe im Boden. Es gibt aber auch Kirchen, bei denen sie in den Seitenwänden, beispielsweise zur Sakristei, angebracht worden sind. Dadurch hat man zwar den baulichen Aufwand erheblich reduziert, allerdings auch die Temperierung erschwert. Warme Luft steigt bekanntermaßen nach oben, doch die Luftauslässe sind meist oberhalb von zwei Meter Höhe angebracht, um Zugluft für den Kirchenbesucher zu vermeiden. In diesen Fällen sollte die grundsätzliche Heizstrategie noch einmal hinterfragt werden. Fußbodenheizungen Im Gegensatz zu Warmluftheizungen, die dem Raum die Wärme punktuell zuführen, erhöhen Fußbodenheizungen die Temperatur auf großer Fläche. Systembedingt ist das System träge, da vor einer Wärmeabgabe an den Kirchenraum erst der Fußboden erwärmt werden muss. Das scheint zunächst nachteilig, ist aber in historischen Räumen gerade zu begrüßen, weil die Forderung nach einer langsam Temperaturveränderung von selbst erfüllt wird. Weitere Vorteile sind der hohe Strahlungsanteil und die Fußwärme, durch die die Aufenthaltsqualität gesteigert wird, sowie die homogene Temperaturschichtung im Raum, die sowohl die Luftverwirbelungen im Kirchenschiff als auch den Energiebedarf reduziert. Allerdings ist der bauliche Aufwand für die

14 14 Energieleitfaden Nachrüstung des Systems sehr hoch, er kommt einer Fußbodenerneuerung gleich. Als Energieträger zur Erwärmung des Fußbodens werden hauptsächlich Heizwasser und Strom eingesetzt. In seltenen Fällen findet man auch Warmluftsysteme, die über Hypokausten den Fußboden erwärmen. k siehe Kapitel XX Bei Warmwasser-Fußbodenheizungen in Kirchen entspricht die Technik der aus dem Wohnungsbau. Wenn die Erneuerung des Wärmeerzeugers ansteht, sollte der Einsatz eines Brennwertkessels oder einer Erdreich-Wärmepumpe geprüft werden (siehe Kapitel XX). Die Rahmenbedingungen für diese Techniken sind bei Fußbodenheizungen in Kirchen hervorragend: das Temperaturniveau des Heizwassers ist niedrig, die Brauchwasserbereitung entfällt und das System wird während der Heizperiode meist durchgängig genutzt. Elektrofußbodenheizungen sind mit besonderer Vorsicht zu behandeln. Da der normale Strombezug mit rund 20 Cent pro kwh gegenüber Wärme aus Erdgas oder Heizöl (ca. 5 ct/kwh) vergleichsweise teuer ist, werden Elektrofußbodenheizungen oft mit Nachtstrom betrieben. Um für den Tag annehmbare Raumtemperaturen zu erreichen, wird daher in der Nacht mit sehr großen Heizleistungen vorgeheizt. Schädigungen der Einbauten sind schnell die Folge. Ein weiterer Nachteil ist die häufig sehr rudimentäre Regelungstechnik: Selten findet man bei Elektrofußbodenheizungen eine Regelungsmöglichkeit, die über einen Ein-Aus-Schalter hinausgeht. Eine bedarfsgerechte Fahrweise ist in diesen Fällen nicht möglich. Warmluft-Fußbodenheizungen kommen in Kirchen nur selten zum Einsatz. Bei diesen Hypokausten-Heizungen strömt warme Luft unter den Fußbodenplatten entlang und erwärmt sie so von unten. Nachteilig ist, dass die Röhren des Hypokaustum nur selten zugänglich sind und daher nur sehr schwer gereinigt werden können. Um so wichtiger ist die Säuberung der Luftfilter. Außerdem sollte die Luft der Hypokaustenheizung nicht mit der einer klassischen Warmluftheizung vermischt werden, da sonst der Schmutz in den Kirchenraum geblasen wird. k siehe Kapitel XX Heizkörper Für kleinere Kirchen ist die Installation von klassischen Heizkörpern eine gängige technische Alternative. Für größere Kirchenräume ist sie allerdings kaum praktikabel, da Heizkörper nur eine begrenzte Wirktiefe in den Raum besitzen. Ein Sonderfall sind Elektronachtspeicherheizungen. Sie beziehen den Strom zum kostengünstigen Nachttarif und geben ihn zeitversetzt wieder ab. Dadurch, dass für ihren Betrieb nur ein Stromanschluss notwendig ist, ist der bauliche Aufwand sehr gering. Allerdings kann es bei hohen Heizkörpertemperaturen schnell zu den beschriebenen Schwärzungen der Außenwände kommen (siehe XXX). Sitzbankheizung Eine andere kirchenspezifische Heizungsart ist die Sitzbankheizung. Ältere Systeme sind meist als Unterbankstrahler ausgeführt und oft erheblich überdimensioniert, was nicht nur zu einer Schädigung der Bänke führen kann, sondern auch vom Kirchenbesucher als unangenehm wahrgenommen wird. Neuere Systeme sind dagegen als elektrisch beheizte Sitzkissen gestaltet. Besonders sparsame Modelle schalten sich erst dann ein, wenn sich der Kirchenbesucher auf das Kissen setzt.

15 6 Der Sonderfall jeder Gemeinde: Beheizung von Kirchen 15 Nachteilig ist beiden Systemen, dass eine kurzfristige Änderung der Bestuhlung nur noch sehr eingeschränkt möglich ist und dass der Verkabelungsaufwand erheblich sein kann. Strahlungsheizungen Wie der Name schon sagt, wird bei Strahlungsheizungen die Erwärmung hauptsächlich über die Wärmestrahlung bewirkt. Die Heizstrahler werden hierbei in der Regel unter der Decke oder im Bereich der Säulen montiert, da die Entfernung zwischen Heizkörper und den Kirchenbesuchern kaum einen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Heizung hat. Strahlungsheizungen erzeugen auch bei niedrigen Lufttemperaturen ein angenehmes Raumklima und sind schnell zu regeln. Der hohe Strahlungsanteil bewirkt eine Aufheizung der Raumoberflächen und kommt auch so ohne Vorheizzeit direkt dem Kirchenbesucher zugute. Die Erwärmung der Luft erfolgt erst indirekt über die Raumoberflächen. B Begriffsbestimmung: Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi enim ad minim veniam, quis nostrud Auch hier muss auf die korrekte Heizleistung der Strahler geachtet werden. Oft findet man Strahler, die auf den sitzenden Gottesdienstbesucher ausgelegt sind, von einem stehenden aber als unangenehm heiß empfunden werden. Neben dem Elektrostrahler, der im Grundsatz dem Unterbankstrahler entspricht, gibt es als weitere Variante Infrarot-Hellstrahler, das sind mit Erdgas befeuerte Brenner mit offener Flamme, die als orange leuchtende Einbauten (ähnlich Elektrostrahlern oder Lampen) im Raum wahrnehmbar sind. Die Technik stammt ursprünglich aus dem Gewerbe- und Industriebau, wird aber auch als Heizsystem für Kirchen angeboten. Problematisch ist, dass bei der Verbrennung erhebliche Mengen Wasserdampf entstehen. Diese dürfen nicht unkontrolliert in die Raumluft gelangen, da sie die Raumluftfeuchte erheblich beeinflussen. Die meisten Hersteller führen daher das Vebrennungsgas direkt am Gerät nach außen ab, dies ist aber in der Regel mit Geräusch verbunden, was den Gottesdienst stören kann. Seltener, aber fragwürdiger ist die Variante, anstatt der Absaugung am Gerät unter der Kirchendecke einen Ventilator zu installieren. Dieser soll das Abgas, das sich im Gewölbe sammelt, nach draußen transportieren. Es bleibt dabei die Unsicherheit, ob sich nicht doch Feuchtigkeit an kalten Ecken niederschlägt. Beim Referenzprojekt eines namhaften Herstellers war es zudem problemlos möglich, den Ventilator während des Gottesdienstes wegen der Lärmbelästigung abzuschalten, die Hellstrahler aber durchlaufen zu lassen so wird die Feuchtigkeit gar nicht mehr abgeführt. Vor der Installation von Strahlungsheizungen sind folgende Punkte zu bedenken: Ein unabhängiger Fachingenieur sollte hinzugezogen werden. Das planende Unternehmen muss nachweisen, dass es nicht zu Überhitzungen kommen kann. Zusätzlich sollten bei Gas-Strahlungsheizungen unbedingt eine Simulation des Feuchteverhaltens der Raumluft und ein belastbares Konzept zur Feuchteabfuhr eingefordert werden.

16 16 Energieleitfaden Kombination mehrerer Heizsysteme Besonders schonend für das Kirchengebäude kann die Kombination mehrerer verschiedener Heizsysteme sein. Jedes Heizsystem ist dabei auf eine Anforderung zur Temperierung abgestimmt. Über das»normale«heizungssystem wird dann die Grundtemperierung des Kirchenraumes gewährleistet. Das zweite Heizsystem übernimmt zur Gottesdienstzeit die Behaglichkeitssteigerung. Typisches Beispiel: Die Warmluftheizung wird nur noch zur Grundtemperierung eingesetzt und ergänzt durch eine Sitzkissenheizung, die zusätzliche Wärme dort zuführt, wo sie gewünscht wird: beim Kirchenbesucher. Von einer solchen Kombination ist eine erhebliche Heizkosteneinsparung zu erwarten. DAS KÖNNEN SIE TUN k k Erfassen Sie die Rahmenbedingungen in Ihrer Kirche: Welche Bedürfnisse haben die Nutzer, gibt es Klagen über die Raumtemperatur in der Kirche? Sind am Gebäude oder an den Ausstattungsstücken klimabedingte Schäden festzustellen? Wie hoch ist der Energieverbrauch für die Heizung? Erfassen Sie die Ausgangssituation: Welches Heizsystem wird in Ihrer Kirche eingesetzt, welche Regelungstechnik und welche Sensoren stehen zur Verfügung, wie ist der Verlauf von Temperatur und Feuchte? Nutzen Sie hierzu den Gebäudesteckbrief für Kirchen auf Seite XXX im Anhang. k k k Prüfen Sie Einsparmöglichkeiten durch eine verbesserte Steuerung der Heizungsanlage. Hier investiertes Geld zahlt sich aus durch Energieeinsparung und Schonung der Bausubstanz! Prüfen Sie bauliche Möglichkeiten für mehr Wohbefinden der Kirchenbesucher und zur Energieeinsparung (siehe Abschnitt XX) Dies ist nur ein Vorschlag, den richtigen Text kann Herr Dahm auf der Basis seiner praktischen Erfahrung besser zusammenstellen.