Hintergründe & Ansätze / Schadensbilder - oeku Kirche und Umwelt

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Hintergründe & Ansätze / Schadensbilder - oeku Kirche und Umwelt

Kurs Sargans, Pfarreiheim “Sandgrube”

Energie in Kirchen

Optimierung des Energiebedarfes

Pascal Fotsch, Partner & Mitglied der GL von Lemon Consult GmbH


Einführung




Energieeffizienz

Schutz der Bausubstanz / Kulturgüter

Behaglichkeit

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

2 04.11.2010

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Programm








Einführung

Vorgehen einer stufengerechten Analyse

Gebäudehülle

Gebäudetechnik

Betrieb der Anlagen

Hintergründe & Ansätze

Fragen

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

3 04.11.2010

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Anstoss zum Handeln – Entwicklung Schweiz

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

4 04.11.2010

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Anstoss zum Handeln – Entwicklung Schweiz

zunehmend

zunehmend

zunehmend

abnehmend

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5 04.11.2010

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Stufengerechte Analyse





Anfrage der Kirchgemeinde

Grobauswertung der Kosten / Vergleich mit anderen

Feinanalyse mit Energieverbrauchsdaten

Handlungsbedarf durch Massnahmenplan

1

2

3

4

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

6 04.11.2010

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Anfrage der Kirche

1





Anstoss durch

Kirchenpflegemitglied / KirchengängerInnen / Sigrist / …

Energiekosten steigen

Heizkessel verursacht Probleme / fällt aus

Bauschäden

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

7 04.11.2010

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1

7

2

3

Grobauswertung als Einstieg

2



Einfache Kennzahlen für den Vergleich

Kosten pro Sitzplatz und absolut

jährliche Energiekosten

[Fr. / Jahr]

40'000

ausschliesslich elektrisch beheizt

Energiekosten pro Sitzplatz

[Fr. / Sitzplatz Jahr]

120

35'000

30'000

25'000

20'000

15'000

10'000

94

95

103

88

100

Fr.

Fr./Sitzplatz

102 89

99

101

Median relativ

Fr. 26.--/Sitz

91

100

80

60

40

5'000

20

0

45

87

73

37

24

26

44

82

64

94

20

13

51

72

25

49

54

95

59

71

52

22

79

50

74

103

77

88

23

76

55

42

61

100

102

89

27

41

80

21

47

28

32

30

99

35

101

29

91

14

57

68

38

34

60

31

19

48

33

36

0

Kirche Nr.

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8 04.11.2010

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Vertiefung mit der Feinanalyse

3




Energiebezugsfläche / Volumen / Benutzung

Betrieb der Heizung / Aufzeichnung der Raumzustände

Gebäudehülle und ihre Eigenschaften

[MJ/m 2 a]

1'400

1'200

E-Öl/Gas

E-Elektro

Grenze mittel - hoch

Grenze niedrig - mittel

Marthalen

1'000

800

600

evang. ref. Kirche Marthalen

400

200

0

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9 04.11.2010

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Massnahmenplan als Drehbuch

4





Zustandsanalyse (Gegenwart)

Entwicklung der Immobilie (Perspektive)

Priorisierung / Timing der Massnahmen

(richtige Reihenfolge spart Geld und erhöht die Effizienz)

Investitionsplan (Kostenhöhe / Zeitpunkt)

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10 04.11.2010

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Gebäudehülle / Bedarfsreduktion an der Peripherie




Gebäudehülle hat Potential, steht aber im Spannungsfeld mit der

Denkmalpflege

Luftdichtigkeit lässt oft zu Wünschen übrig

(Fenster, Türen, Dach, Gewölbe, usw.)

Wärmedämmung mit Steigerungspotential

(Boden, Dach, Gewölbe, Fenster, Türen)

Kostspielig, andere Kriterien helfen der Wirtschaftlichkeit

Bauphysiker beiziehen kann nicht schaden

Denkmalpflege früh in Pläne einführen

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11 04.11.2010

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Haustechnik / Die richtige Technik hilft der Effizienz





Massive Baukörper mit Teilzeitbelegung sind bei der Wahl der Systeme

dringend zu berücksichtigen

Die exteren und internen Lasten sind weniger relevant wie anderswo

Die Wärme wandert durch die grosse Höhe nach oben Luftzug

Ausgeglichene Temperaturen reduzierten die Luftbewegungen

geschickte Kombination von trägen Systemen (Grundlast)

mit flinken Systemen (Spitzenlast bei Belegung)

Systeme mit hohem Strahlungsanteil ermöglichen tiefe Raumlufttemp.

Auslegung grosser Flächen bringt tiefe Systemtemperaturen, sprich

weniger Luftbewegung und mehr Effizienz

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12 04.11.2010

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Betrieb / Effiziente System nützen nur, wenn sie richtig

betrieben werden






Es ist noch nicht lange her, als die Kirchen unbeheizt benutzt wurden

Die Beheizung ist oft für die Schäden in den Kirchen verantwortlich

Kirchen werden selten dauernd belegt

Die Kirche ist primär kein Wohnraum und auch keine Yogahalle

Die Luftqualität ist durch grosse Voluminas unkritisch

Tiefe Grundtemperaturen ausserhalb der Belegung

Geschickter Absenkbetrieb spart Energie / Leistung berücksichtigen

Angemessene Temperaturen sind entscheidend

Geringer Aussenluftanteil reduziert den Energieaufwand

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13 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Behaglichkeitsfaktoren

Einflussfaktoren Behaglichkeit:

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14 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Empfindlichkeit

Wo wir empfindlich sind:

Parameter

Empfindlichkeitsschwelle

Beurteilung

Lufttemperatur + - 0.5°C Sehr empfindlich

Unterschied zwischen

Luft- und

Oberflächentemperatur

Luftbewegung in

Hautnähe

2°C Sehr empfindlich

0.1 m/s Sehr empfindlich

Strahlung 25 W/m 2 Empfindlich

Luftfeuchtigkeit 50% + -15% Wenig

empfindlich

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15 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Lufttempertur

Lufttemperatur:

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16 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Asymmetrien

Asymmetrien:

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17 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Zufriedenheit

Zufriedenheit:

Anteil der Personen

welche das Klima nicht

akzeptabel finden

5%

Mittlere Beurteilung des Raumklimas

+3 heiss, +2 warm, +1 leicht warm

0 optimal

-1 leicht kühl, -2 kühl, -3 kalt

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18 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Orgel


Erhaltung der Orgel

Anforderungen gemäss allgemeine Geschäftsbedingungen

der Orgelbaufirmen

(rel. Luftfeuchte 45 - 80%)

Praxiserfahrungen


Orgelspiel

Tonhöhe abhängig von Lufttemperatur

Konstanz ist wichtig (Intonation zu Spiel)


Organist/in

Unter 16°C in der Regel Zusatzheizung notwendig

(Elektroöfeli im Rücken, Sitzbankheizung, Tastaturheizung)

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19 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Konditionen Aussenklima


Aussenluftkonditionen

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-5 0 5 10 15 20

Aussenlufttemperatur [°C]

aussen

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

20 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Konditionen beheizt

zu trockene Luft bei Raumlufttemperatur konstant auf 18°C

Feuchte aussen und innen [% r. F.]

100

90

80

70

60

50

40

30

20

aussen

10

innen = 18°C

0

-5 0 5 10 15 20

Aussenlufttemperatur [°C]

kritisch

(ohne Einflüsse von Gebäude, Personen, Bodenfeuchte etc.)

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21 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Schadensbilder

Gnosca, Kirche S. Pietro Martire

Wandretabel aus Stuck (Engelkaryatide)

mit abblätternder Malschicht.

Vermutete Ursache sind die starken

Luftfeuchteschwankungen wegen der

Heizung.

Bildbreite ca. 40 cm (horizontal)

© ETHZ, Institut für Denkmalpflege,

Konrad Zehnder

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

22 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Schadensbilder

Müstair, Kloster

Verschwärzung über einem

Wandradiator

des Kreuzganges.

© ETHZ, Institut für Denkmalpflege,

Konrad Zehnder

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

23 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Schadensbilder

Müstair, Klosterkirche

Durch Weihrauch und Kerzenruss

verschwärztes Gewölbe

der Heiligblutkapelle.

© ETHZ, Institut für Denkmalpflege,

Konrad Zehnder

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

24 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Konditionen moderat


konstante Feuchte ohne oder mit minimaler Heizung

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

aussen

innen = aussen + 4°C

-5 0 5 10 15 20

Aussenlufttemperatur [°C]

(ohne Einflüsse von Gebäude, Personen, Bodenfeuchte etc.)

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

25 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Kompass als Orientierungshilfe


Während Nutzung

im Winter 14 bis 16°C, max. 18°C

für Orgelprobe: Elektroheizkörper


Ausserhalb Nutzungszeiten

Unbedingt absenken (10°C und tiefer) ODER Heizung ganz ausschalten

Minustemperaturen vermeiden wegen Frost


Vor Nutzung

Aufheizgeschw. 1°C, max. 2°C pro Stunde, mind. 15 Minuten vor

Gottesdienstbeginn abgeschlossen

während Gottesdienst Konditionen halten, damit Thermik unter Kontrolle

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

26 04.11.2010

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Hintergründe & Ansätze / Kompass als Orientierungshilfe


Lüftung

6 – 8 Minuten Stosslüften, Diagonale nutzen

keine Dauerlüftung, nicht einseitig

Kippflügel-Lüftung vermeiden

Bei Lüftungsanlage im Winter Aussenluftrate auf das hygienische Minimum

Windfänge richtig einsetzen

So kann Energie wirksam eingespart werden!

Problem mit zu trockener Luft wird entlastet!

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

27 04.11.2010

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Fragen

Kurs Sargans - Energie in Kirchen

28 04.11.2010

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