Heizen und Lüften in Kirchen Energieeffizienz und Substanzerhalt Herzlich willkommen 18. Juni 2012, Pfarreizentrum Liebfrauen, Zürich
315 000 Ergebnisse zu heizen in kirchen Heute kommt ein Neues dazu..
Warum wird eine Kirche beheizt?
Wie kann Energie gespart werden?
Inhalt Teil Theorie Heizsysteme Wie hoch ist der durchschnittliche Verbrauch? Was ist "Normal"? Jede Kirche ein spezielles Gebäude Die Orgel - ein Sorgenkind? Komfort und Energiesparen - kein Widerspruch Weniger Heizen - Ja, aber was ist Richtig? Teil Praxis gute und schlechte Praxisbeispiele Erfahrungen aus Klimamessungen Zusammenfassung mit Merkpunkten
Heizsysteme Art des Heizbetriebes Boden; 9 andere; 3 Sitzbank; 20 andere; 3 manuell EIN/AUS; 20 Fussschemel; 4 Zeitschaltuhr; 16 SPS- Programmierbar; 1 zb. Erhebung für Rätia Aurax Energie Graubünden Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 6
Alter der Heizung 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Im Durchschnitt über 25 Jahre alt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 7
Energieverbrauch in schweizerischen Kirchen Elektrisch ÖL,Gas Mittelwert elektrisch 140 Mittelwert Öl/Gas 170 400 350 Welcher Energieverbrauch ist normal?. Energiekennzahl (kwh/m 2 a) 300 250 200 150 100 Unterschiede mit Faktor 30 (!) nicht wegen der Gebäudehülle sondern allein wegen dem Benutzerverhalten 50 0 Kirchen Anzahl 1 Kirchen bis 120 Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 8
Kirche - ein spezielles Gebäude Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 9
..oder Holzdecke Wärmedämmung bei Decke ist richtig, aber nur wenn richtig ausgeführt. Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 10
Aussen T [ C] Orgel Empore T [ C] 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 Schiff Mitte T [ C] Lüften Fenster VL Fenster/Bodenheizung T [ C] Empore Zuluft 1 [ C] 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 -20-25 -30-35 -40-45 Mi. 14.03.12, 00:00 Mi. 14.03.12, 06:00 Mi. 14.03.12, 12:00 Mi. 14.03.12, 18:00 Do. 15.03.12, 00:00 Do. 15.03.12, 06:00 Do. 15.03.12, 12:00 Do. 15.03.12, 18:00 Fr. 16.03.12, 00:00 Fr. 16.03.12, 06:00 Fr. 16.03.12, 12:00 Fr. 16.03.12, 18:00 Sa. 17.03.12, 00:00 Sa. 17.03.12, 06:00 Sa. 17.03.12, 12:00 Sa. 17.03.12, 18:00 So. 18.03.12, 00:00 So. 18.03.12, 06:00 So. 18.03.12, 12:00 So. 18.03.12, 18:00 Mo. 19.03.12, 00:00 Mo. 19.03.12, 06:00 Mo. 19.03.12, 12:00 Mo. 19.03.12, 18:00 Di. 20.03.12, 00:00 Di. 20.03.12, 06:00 Di. 20.03.12, 12:00 Di. 20.03.12, 18:00 Mi. 21.03.12, 00:00 Temperatur [ C] relative Feuchte [%] 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2-50 -20 Allein der U-Wert ist beim Kirchenfenster -25 sekundär. 40 35 30 25 20 15 10 5 0-5 Temperatur [ C] relative Feuchte [%] -10-15 -30 Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 11
Aussenwände Dämmung durch Masse dynamische Effekte. Verminderung Feuchte / Versalzung wichtiger als Innendämmung. Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 12
Wertvolle Ausstattung zb. Klosterkirche Neu St.Johann oder Klosterkirche Rheinau Schwinden Quellen: Haftung Farbfassungen und Vergoldungen Schimmelpilzbildung: bereits ab 70% r.f. möglich. Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 13
Opferkerzen = Russbildung? Beispiel: Wien Stefansdom Quelle: www.kerzenschmelze.ch zugluftfreier Standort und wirksames Lüften, Bei hohem Verbrauch: räumliche Abtrennung, wirksamer Kerzenstand. Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 14
Orgel Bei richtigem Heizen stimmt das Klima auch für die Orgel und es braucht keine Befeuchtung. Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 15
Vergleich Heizsyteme Bodenheizung Luftheizung Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 16
Energiesparen. Ja, aber.. Partielle Beheizung = negative, konstante Luftumwälzungen = Verschwärzungen Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 17
Fazit Weniger Heizen gibt weniger Probleme - schont die Bausubstanz und die Ausstattung. Aber zuwenig geheizt? Ärger mit frierenden Kirchgängern. Und Was ist richtig heizen? Wird eine kalte Kirche mit diesen dicken Wänden überhaupt vernünftig warm? 18
Warum wird eine Kirche beheizt?
Was ist effizientes Heizen? Wöchentliche Gebäudenutzung 180 160 140 120 100 80 95% unbelegt belegt 60 40 20 0 Wohnungen Schulen Kirchen 5% Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 21
Durchheizen oder Abschalten Energiesparen durch Energie sparen. Quelle: Energie in kirchlichen Gebäuden sinnvoll nutzen (1993) Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 22
Klosterkirche Rheinau Eine Kirche braucht keine Heizung. 23
Absenken oder Durchheizen? Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 24
Das ist effizientes und substanzschonendes Heizen! Ausserhalb der Belegung eine möglichst tiefe Grundtemperatur von 6 8 C = Substanzschonendes Heizen Zum Zeitpunkt der Belegung Komfort für KirchgängerInnen Komforttemperatur von 16 18 C = mit der richtigen Aufheizgeschwindigkeit max. 1.5 K/h = Behaglichkeit Die Dämmung der Gebäudehülle wird damit sekundär. Kann aber nicht mit jedem Heizsystem gleich umgesetzt werden. Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 25
Substanzschonendes Heizen ausserhalb der Belegung Möglichst tiefe Grundtemperatur Richtige rel. Luftfeuchte wird einfacher gehalten Richtiges Lüften bei Bedarf (Vergleich absolute Feuchte) Kein Betrieb Fensterbankheizung Richtiges Klima bei Orgel örtliche Heizstrahler für Organist je geringer der Temperaturunterschied zwischen innen und aussen desto bessere relative Feuchte innen (Orgel), kein Kondensat und keine Luftumwälzungen, keine ungünstige Abbrandverhältnisse für Kerzen, geringerer Feuchtetransport in Wänden Geringere Verschwärzungen, Bis zu 50% geringerer Energieverbrauch, Verlängerung der Renovationszyklen geringerer Unterhalt Mit Messungen kann das richtige Klima bestimmt werden. Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 26
Behagliches Heizen bei Belegung Behagliche Temperatur während Anlass Wandoberflächentemperatur ist massgebend Nicht zu tiefe rel. Luftfeuchte Geringe Zuglufterscheinungen Kräftiges Lüften nach dem Anlass Schonendes Aufheizen max. +1.5 K pro Stunde Betrieb Fensterbankheizung Komfort - keine Zugluft Klima bei Orgel kontrollieren Mit Messungen kann das richtige Klima bestimmt werden. Heizsysteme / Verbrauch / Spezielles Gebäude Kirche / Orgel / Komfort und Energiesparen / Was ist richtig? 27
Messungen mit elektronischen Datenloggern Innen- und Aussentemperatur Relative (%) und absolute (g/m3) Luftfeuchte Aussen und Innen Wand- und Glasoberflächentemperatur Auftreten von Kondensat CO2 (Luftqualität, Luftwechsel und Lüftungsverhalten) Leistungsmessung Elektroheizung Luftströmungen, Komfortmessungen mit Komfort-Analyser Infrarot-Aufnahmen (mit Wärmebildkamera FLIR B360) Messung der Nachhallzeit und Sprachverständlichkeit Praxisbeispiele: Messgeräte 28
Fr, 11.02.11-10 30 0 2 Mi, 23.02.11 Fr, 25.02.11 4 So, 27.02.11 6 Di, 01.03.11 Fr, 04.03.11 Do, 03.03.11 8 So, 06.03.11 Mo, 07.03.11 10 12 14 16 Temperatur [ C] Di, 08.03.11 So, 20.03.11 Mo, 21.03.11 Di, 22.03.11 18 20 Mo, 28.03.11 So, 27.03.11 Sa, 26.03.11 Di, 29.03.11 22 Fr, 01.04.11 Do, 31.03.11 Mi, 30.03.11 24 Do, 07.04.11 Mi, 06.04.11 Di, 05.04.11 Mo, 04.04.11 So, 03.04.11 Sa, 02.04.11 45 Zielbereich für Holz und Leinwand 40 zu trocken (=Schwinden, Risse) 1650 1575 1500 1425 1350 1275 1200 1125 1050 975 900 825 750 675 600 525 450 375 300 225 150 75 0 Praxisbeispiele: Durchheizbetrieb auf hohem Niveau = zu trocken 29 CO2 Seitenheizung West T [ C] Fr, 25.03.11 Do, 24.03.11 Mi, 23.03.11 Schiff hinten T [ C] Sa, 19.03.11 Fr, 18.03.11 Do, 17.03.11 Mi, 16.03.11 Bodenheizung T [ C] Di, 15.03.11 Mo, 14.03.11 So, 13.03.11 Sa, 12.03.11 Fr, 11.03.11 Do, 10.03.11 Schiff vorne T [ C] Mi, 09.03.11 Empore T [ C] Sa, 05.03.11 Aussen T [ C] Mi, 02.03.11-5 Mo, 28.02.11 80 Sa, 26.02.11 50 Do, 24.02.11 60 zu kalt (=Frost) 70 Di, 22.02.11 0 So, 20.02.11 35 Mo, 21.02.11 5 Fr, 18.02.11 10 Sa, 19.02.11 15 Do, 17.02.11 20 rel. Luftfeuchte (%) 25 Di, 15.02.11 40 Mi, 16.02.11 30 Mo, 14.02.11 So, 13.02.11 Sa, 12.02.11 Temperatur [ C] Probleme durch zu trockenes Innenklima Messperiode A; 20.Januar - 10.Mai 2011 90 zu feucht (=Mikrobiologie, Schimmelpilze) CO2
Beispiel einer Kirche 5 Jahre (!) nach der letzten Renovation Praxisbeispiele: Durchheizbetrieb auf hohem Niveau und seine Folgen 30
Beispiel kath. Stadtkirche Frauenfeld Aussen T [ C] Aussen T [ C]Schiff Mitte T [ C] Aussen T [ C] Orgel Empore T [ C] Orgel Empore T [ C] Schiff Mitte T [ C] Lüften Orgel Empore rf [%]Orgel Empore rf Schiff Mitte rf [%] Schiff Mitte rf [%] Schiff Mitte T [ C] Lüften [%] Orgel Empore rf [%] Empore T [ C] Lüften Orgel Empore T [ C] 35 Schiff Mitte rf [%] 60 60 55 55 50 50 30 30 45 28 30 25 40 15 Temperatur [ C] Temperatur [ C] 15 10 10 50 45 35 24 30 22 25 20 20 18 15 15 16 10 10 5 5 0 0-5 -5-10 -10-15 -15-20 -20-25 -25-30 -30 0-35 -35-35 -2-40 -40-40 -4-45 -45-45 14 12 10 35 30 25 20 40 35 30 25 20 15 10 5 0-5 -10 8 6 4 2 0-15 -20-25 -30 So.01.Apr.12-50 So.25.Mrz.12 Do.23.Feb.12 So. 19.02.12, 18:00 So. 19.02.12, 12:00-50 So. 19.02.12, 06:00 Mi.22.Feb.12 Sa. 18.02.12, 18:00 Di.21.Feb.12 So. 19.02.12, 00:00 So.11.Mrz.12 Mo.20.Feb.12 Sa. 18.02.12, 12:00 Sa. 18.02.12, 06:00 So.04.Mrz.12 Sa. 18.02.12, 00:00 So.19.Feb.12 Fr. 17.02.12, 12:00 Sa.18.Feb.12 Fr. 17.02.12, 18:00 Fr.17.Feb.12 Fr. 17.02.12, 06:00 Do. 16.02.12, 18:00 Do.16.Feb.12 So.26.Feb.12 Fr. 17.02.12, 00:00 Mi.15.Feb.12 Do. 16.02.12, 12:00 automatisches Heizen nach Gefühl. Do. 16.02.12, 06:00 So.19.Feb.12 Do. 16.02.12, 00:00 Di.14.Feb.12-6 Mo.13.Feb.12-5 So.12.Feb.12 So.12.Feb.12 So.29.Jan.12-5 So.05.Feb.12 0 So.26.Feb.12 5 Sa.25.Feb.12 5 Mo. 20.02.12, 00:00 So.18.Mrz.12 Fr.24.Feb.12 Temperatur [ C] 20 40 55 26 25 20 45 60 relative Feuchte [%] 32 relative Feuchte [%] 35 relative Feuchte [%] 34-50 Praxisbeispiele: Betrieb Warmluftheizung mit Bodenheizung als Grundlast
Subjektiver Komfort ist objektiv messbar Fazit: Es können nicht alle zufrieden sein! Aber die Unzufriedenen bestimmen die Heiztemperatur. Raumluftemperatur und rel. Feuchte Luftströmung Strahlungstemperatur Praxisbeispiele: Komfort für Alle? 32
Infrarotaufnahmen mit Wärmebildkamera 22.0 C 20 18 16 14 12 10 9.0 4.0 C 3 Wärmebilder überzeugen und zeigen bisher Unbekanntes.. 2 Sp1 1 0-1 Praxisbeispiele: Infrarotaufnahmen von Innen statt von Aussen. -2.0 33
Heizungsbedienung von der Steinzeit bis heute Viel investiert in die Restaurierung falsch investiert in Heizungsbedienung.. Praxisbeispiele: Heizungsbedienung / Steuerung 34
Handbetrieb Nachher Vorher Innen Innen Aussen Aussen Auch Handbetrieb kann funktionieren, aber nicht immer.. Praxisbeispiele: Heizungsbedienung. 35
Moderne Steuerung SPS-Heizungssteuerung (Speicher-Programmierte-Steuerung) mit Option KLIMA-BEEINFLUSSUNG optische Anzeige oder automatisierte Fensteröffnung zum richtigen Lüften 12.3 C 2.8 C 56 % 5.9 g/m3 68 % 3.8 g/m3 Quelle: www.syneos.ch Moderne Technik mit einfacher Bedienung.. Praxisbeispiele: moderne SPS mit einfacher Handhabung. 36
Zusammenfassung Energiesparen durch Energie sparen. Schäden entstehen durch zu viel und nicht durch zu wenig Heizen. Ausserhalb der Belegung eine möglichst tiefe Grundtemperatur von 6 8 C = Substanzschonendes Heizen minimaler Energieverbrauch Zum Zeitpunkt der Belegung Komfort für KirchgängerInnen Komforttemperatur von 16-18 C = mit der richtigen Aufheizgeschwindigkeit 1.5 K/h = Behagliches Heizen Komfort Messungen sind die besten Grundlagen um Vorhandenes zu optimieren oder Neues zu planen.
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