Schlussbericht Messungen, Auswertung ... - Pfarrei Wünnewil-Flamatt
Schlussbericht Messungen, Auswertung ... - Pfarrei Wünnewil-Flamatt
Schlussbericht Messungen, Auswertung ... - Pfarrei Wünnewil-Flamatt
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Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Neudieturt 10<br />
Untere Schieb<br />
9615 Dietfurt<br />
Telefon 071 / 982 70 50<br />
Telefax 071 / 982 70 59<br />
eMail info@baumann-bauphysik.ch<br />
www.baumann-bauphysik.ch<br />
Bauherrschaft / Auftraggeber<br />
röm.-kath. Pfarramt <strong>Wünnewil</strong><br />
Kurgässli 2<br />
3184 <strong>Wünnewil</strong><br />
Projekt Nr.: 11.095<br />
Bericht Nr.: 03<br />
Dietfurt, 20. März 2012 (ersetzt Kurzbeurteilung vom 14. Oktober 2011 und Zwischenbericht vom 13. Februar 2012)<br />
Blick von Orgelempore gegen Chor (Feb. 2012)<br />
Architekt<br />
Architekturbüro<br />
Rück Stanislas<br />
Architecte dipl. EPFZ/SIA<br />
rte de la Fonderie 32<br />
1700 Fribourg<br />
Innenrenovation Kath. Pfarrkirche, 3184 <strong>Wünnewil</strong><br />
<strong>Schlussbericht</strong> <strong>Messungen</strong>, <strong>Auswertung</strong>, Beurteilung und Massnahmen<br />
Heizen/Lüften und Raumakustik/Beschallung<br />
Inhaltsangabe<br />
1. Anlass und Auftrag ...................................................................................................................... 2<br />
2. Ist-Zustand ..................................................................................................................................... 3<br />
3. <strong>Messungen</strong> / <strong>Auswertung</strong> ........................................................................................................... 8<br />
4. Beurteilung / Kommentar ......................................................................................................... 11<br />
5. Zusammenfassung <strong>Messungen</strong> und Beurteilung ................................................................... 21<br />
6. Massnahmen / Empfehlungen................................................................................................. 22<br />
Anhang A Diagramm gesamte Messperiode Temp. und relative Feuchte .............................. 30<br />
Anhang B Diagramm gesamte Messperiode Temp. und absolute Feuchte ............................ 30<br />
Anhang C Diagramm gesamte Messperiode Temperatur und CO2 ........................................ 30<br />
Kirchen I historische Bauten I und weitere Herausforderungen Wir geben Antworten !
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
1. Anlass und Auftrag<br />
Seite 2<br />
Die bedeutende Pfarrkirche in <strong>Wünnewil</strong> aus dem Jahre 1933 soll Innen umfassend renoviert<br />
werden. Der stattliche Sichtbetonbau gilt für die damalige Zeit als sehr moderne Kirche.<br />
Als eine der Hauptursachen für die anstehende Innenrenovation werden starke<br />
Verschwärzungen und die ungenügenden Möglichkeiten des Beheizens genannt. Das Vorprojekt<br />
zum Ersatz der kompletten Lüftungsanlage und einer neuen Wärmerverteilung soll<br />
hinterfragt werden. Dazu sollen <strong>Messungen</strong> des IST-Zustandes die Grundlagen liefern.<br />
Schon immer wird die ungünstige Akustik bemängelt. Ein vor Kurzem durchgeführter, provisorischer<br />
Versuch mit einer digitalen Beschallungsanlage brachte erfreuliche Ergebnisse. Es<br />
sollen mit weiteren Untersuchungen Entscheidungsgrundlagen geliefert werden.<br />
1.1. Unsere Leistungen Konzept Heizen und Lüften<br />
- Ortstermin und Besprechung vor Ort<br />
- Zwischenbeurteilung<br />
- Sichtung und <strong>Auswertung</strong> der Grundlagen bezüglich Heizung<br />
- inkl. allfällige Rückfragen und nochmaliger Ortstermin,<br />
- <strong>Auswertung</strong> bisheriger Energieverbrauch, Berechnung Energiekennzahl und Vergleich mit dem<br />
CH-Durchschnitt,<br />
- Bestätigung des geplanten Lüftungs-Sanierungskonzept oder begründete Hinweise für Korrekturen,<br />
- Empfehlungen zum zukünftigen Heizungs- und Lüftungsbetrieb,<br />
- Beurteilung und Empfehlung zum weiteren Vorgehen.<br />
1.2. Unsere Leistungen Bauliches / Dämmungen<br />
- Erarbeiten und Vorschlag für bauliche Massnahmen aus bauphysikalischer und energetischer<br />
Sicht, dh. Dämmungen Gewölbe, Dämmung Boden, Verminderung Verschwärzungen, Lüftungsmöglichkeiten<br />
Fenster, Opferkerzenstand,<br />
1.3. Unsere Leistungen Raumakustik<br />
- Messung und <strong>Auswertung</strong> der Nachhallzeit mit Norsonic SA 110,<br />
- Beurteilung und Vergleich mit dem CH-Durchschnitt,<br />
- Beurteilung Verzicht auf Sisal-Teppich,<br />
- Rechnerische Prognose und Beurteilung von absorbierenden Sitzkissen sowie Untersuchung und<br />
Überprüfung von weiteren Möglichkeiten (inkl. bauphysikalische Auswirkung von akustischen<br />
Dämmungen)<br />
1.4. Unsere Leistungen <strong>Messungen</strong> Heizen und Lüften<br />
- Installationen geeichte, elektronische Datenlogger für Temperatur und rel. Feuchte an wenigen<br />
repräsentativen Orten,<br />
- Messung des CO2-Gehaltes (lässt Rückschlüsse auf das Lüftungsverhalten zu),<br />
- Zwischenauswertung und Beurteilung, Vorschlag für sinnvoll mögliche Verbesserungen im Rahmen<br />
der Möglichkeiten,<br />
- Visualisierung der Luftströmungen mit Nebelgenerator,<br />
- Durchführen von Infrarotaufnahmen mit hochauflösender Wärmebildkamera FLIR ThermaCAM<br />
B360 (Gerät erfüllt die Kriterien des Thermographie Verbandes Schweiz theCH) zur Erfassung des<br />
IST-Zustandes und Aufzeigen von allfälligen Schwachstellen,<br />
- Messdaten in der Heizperiode während min. 2 Monaten erfassen,<br />
- <strong>Auswertung</strong>en der <strong>Messungen</strong>, Beurteilung der Resultate,<br />
- Festlegen der optimierten Innenklimabedingungen (Heizen/Lüften, Temperatur und relative Luftfeuchte),<br />
- allgemeine bauphysikalische Beurteilung der Gebäudehülle (zB. Dämmungen, aufsteigende<br />
Feuchte, Wärmeschutz Kunstverglasungen)<br />
- Aufzeigen von Optimierungsmöglichkeiten der natürlichen Beeinflussung des Innenklimas,<br />
- Verfassen eines Kurzberichtes mit Ausführungsempfehlungen.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
1.5. Grundlagen<br />
- Bestandespläne Mst 1:100 (Grundrisse, Schnitte Ansichten) Stand Juli/Sept 2010<br />
- Kurzbeurteilung vom 14. Oktober 2011<br />
- Besprechung vor Ort mit dem Architekten vom 13. Januar 2012<br />
- Prinzipschema Vorschlag neue Lüftung Kirche von Ing.büro IEM AG vom 21.02.2011<br />
- Prinzipschema Vorschlag neue Lüftung Empore (mit Befeuchtung) von Ing.büro IEM<br />
AG vom 21.02.2011<br />
- Zwischenbericht aufgrund erster Messresultate vom 13. Februar 2012<br />
2. Ist-Zustand<br />
2.1. Gebäudedaten<br />
Markante Sichtbetonkirche Einweihung 1933 nach nur 20 monatiger Bauzeit<br />
Nach der Einweihung (Quelle www.pfarrei-wuefla.ch)<br />
Ungenügende Akustik bereits zu Beginn, jetzige Anlage aus dem Jahre 1962<br />
Ursprüngliche Kohleheizung wurde 1965 durch eine Ölheizung ersetzt.<br />
Der Chorraum wurde 1986 neu gestaltet.<br />
1989 wurde die neue Orgel (Orgelbau Heinrich Pürro Willisau) eingeweiht.<br />
Seite 3<br />
2.2. Heizsystem<br />
� Geheizt wird mit einer Warmluftheizung,<br />
� Wärmeeerzeugung mit einem Ölkessel Jg. 1990<br />
� der Ölkessel muss spätestens 2014 ersetzt werden,<br />
� Es wurde deshalb der Anschluss an eine Fernwärmerversorgung geprüft, jedoch in der Zwischenzeit<br />
verworfen. Die Ölheizung wird beibehalten,<br />
� Zuluft vorne an der Chorwand Richtung und Schiff und ein Teil Richtung Chor,<br />
� Abluft bei der hintersten Kirchenbank,<br />
� Umluftbetrieb im Winter und im Sommer Aussenluftbemischung mit stufenlos motorisierter Aussenluftklappe<br />
möglich,<br />
� Die Befeuchtung funktioniert nicht mehr, resp. ist gar nicht installiert (würde bei richtigen Heizbetrieb<br />
ohnehin nicht benötigt),<br />
� Die Lüftungsanlage (Jg. 1990) verfügt über Doppelventilator (mit einem Antrieb), einen Wärmetauscher<br />
und eine Luftfilteranlage (Taschenfilter), welche einfach gewechselt werden können. Im<br />
Abluftkanal sind Kulissenschalldämfer vorhanden, ob auch im Zuluftkanal konnte nicht kontrolliert<br />
werden. Die Anlage ist in einem guten Zustand,<br />
� Im Kirchenraum bestehen neben den Zugangstüren keine natürlichen Lüftungsmöglichkeiten, die<br />
Kippflügel der inneren Kunstverglasung wurden durch eine durchgehende, äussere Isolierglas-<br />
Schutzverglasung verschlossen. Ausnahme sind zwei Flügel auf der Empore,<br />
� Die Warmluftheizung muss während dem Gottesdienst ausgeschaltet werden, weil selbst die Stufe<br />
1 vom Pfarrer als zu laut empfunden wird. Bei Konzerten wird die Stufe 1 der Lüftung akzeptiert.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Wärmeerzeugung und Verteilung im Untergeschoss<br />
Zuluftkanal<br />
links / rechts<br />
Wärmeerzeugung Öl-Kessel<br />
Warmwasser dezentral<br />
mit Elektroboiler<br />
Zwei Ventilatoren mit Zahnriemen-<br />
antrieb, 1 Elektromotor<br />
Kulissenschalldämpfer<br />
im Abluftkanal<br />
Ansicht von<br />
Abluftseite<br />
Wärmetauscher mit Filtertaschen<br />
Vor- und Rücklauf zu<br />
Wärmetauscher<br />
Aussenluftklappe<br />
Lüftungsmonobloc<br />
Wärmeverteilung mit Monobloc - Warmluftheizung (Zu- und Abluftkanäle, mit Aussenluftfassung)<br />
Seite 4
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Wärmeverteilung in der Kirche<br />
Schiff<br />
Chor<br />
Produkt<br />
Produkt<br />
Orgelempore<br />
Bankheizung <br />
Bankheizung <br />
Bankheizung<br />
Fuss-<br />
Schemel<br />
________<br />
kW<br />
Fuss-<br />
Schemel<br />
________<br />
kW<br />
Fuss-<br />
Schemel<br />
________<br />
kW<br />
Wandheizkörper <br />
Wandheizkörper <br />
Wandheizkörper <br />
Fussboden <br />
Fussboden <br />
Fussboden<br />
Seite 5<br />
Warmluft<br />
Abluft bei hintersten Bänken<br />
Warmluft<br />
Zuluft Chorbogen n.vorne<br />
Zuluft Chorbogen n.hinten<br />
Warmluft<br />
Über Luftverteilung
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
2.3. Heizbetrieb / Heizungsregelung<br />
Betrieb<br />
Sollwerte<br />
Unbelegt<br />
Belegt (Anlass)<br />
Beschreibung<br />
des Betriebs<br />
von Hand<br />
EIN/AUS<br />
resp. „Handbetrieb“<br />
Kirche<br />
13°C<br />
17 bis 18°C<br />
Heizen Kirche:<br />
Schaltschrank bei Heizung<br />
Schaltschrank in Kirche<br />
Automatik<br />
Wochenschaltuhr<br />
Wird nicht genutzt<br />
Wochenschaltuhr<br />
Grässlin digi 56-45<br />
Innen-Thermostat<br />
unter Orgelempore<br />
Regler Landis und Gyr<br />
für Temp.regulierung und Rücklaufhochhaltung<br />
Seite 6<br />
Einfache Wochenschaltuhr für Kapelle<br />
(Elektroheizung)<br />
Lüften:<br />
Zum Lüften stünde die Lüftungsanlage zur Verfügung (Frischluft offen mit hoher<br />
Lüfterdrehzahl), wird jedoch nicht genutzt.<br />
Sämtliche Fenster können zum Lüften nicht (mehr) geöffnet werden. Ausgenommen<br />
sind zwei Fensterflügel auf der Empore.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
2.4. Bisheriger Energieverbrauch<br />
Der Vergleich der Energiekennzahl mit dem schweizerischen Durchschnitt zeigt, dass der<br />
Energieverbrauch in <strong>Wünnewil</strong> über dem Durchschnitt liegt.<br />
Resultierende Energiekennzahl:<br />
175‘000 kWh/a bei einer EBF von ca. 1‘050 m 2<br />
Energiekennzahl ca. 170 kWh/m2a<br />
Diagramm 1 Mittelwert CH-Kirchen 140 kWh/m 2 a mit Werten von 30 bis über 300 kWh/m 2 a<br />
Seite 7<br />
2.5. Kerzenverbrauch<br />
Der jährliche Kerzenverbrauch ist mit 18‘000 Stück nicht ausserordentlich und führt zwar lokal<br />
zu starken Verschwärzungen.<br />
Kerzen [Anzahl/Jahr]<br />
Energiekennzahl (kWh/m 2 a)<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
25000<br />
20000<br />
15000<br />
10000<br />
5000<br />
0<br />
Elektrisch ÖL,Gas Mittelwert elektrisch 140 Mittelwert Öl/Gas 170<br />
Anzahl Kirchen<br />
<strong>Wünnewil</strong><br />
170 kWh/m2a<br />
Stearin Kerzen Palmwachs Kerzen Spezial Kerzen<br />
2007 2008 2009 2010 2011<br />
Diagramm 2 Zusammenstellung Opferkerzenverbrauch seit 2007 (Quelle P. Braun)<br />
Der Verbrauch ist aufgrund des grossen Volumens jedoch nicht relevant für den gesamten<br />
Kirchenraum.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
3. <strong>Messungen</strong> / <strong>Auswertung</strong><br />
Seite 8<br />
3.1. Temperatur- und rel. Luftfeuchtemessungen<br />
Vom 26. Januar bis 09. März 2012, dh. während rund 2.5 Monaten wurden die <strong>Messungen</strong><br />
bei kontant winterlichen Bedingungen durchgeführt.<br />
Zusammenfassung der Messresultate<br />
(Mittelwert� Standardabweichung, Minimum / Maximum)<br />
Messperiode<br />
26. Januar 2012 bis 09. März 2012<br />
Mess-Standorte Geräte<br />
ID<br />
Temperatur<br />
�°C�<br />
1 Aussen 56227 -1.4 � 7.2<br />
-16.7 / 13.9<br />
2 Chor<br />
3 Ambo 53491<br />
4 Schiff Mitte<br />
2332 15.3 � 1.9<br />
7.9 / 19.9<br />
14.9 � 1.6<br />
7.9 / 19.0<br />
52455 14.4 � 1.9<br />
7.3 / 19.9<br />
Taupunkttemperatur<br />
-1.2 � 3.1<br />
5 Empore Orgel 58644 15.0 � 2.2<br />
6.6 / 21.2<br />
6 UK Decke Schiff 67759<br />
7 Dachraum über Schiff 67761<br />
8.1 Zuluft (Gitter links) 56225<br />
8.2 Abluft hinterste Bank<br />
9.1 VL Heizregister 67759<br />
9.2 RL Heizregister 67758<br />
15.9 � 2.8<br />
6.8 / 23.4<br />
5.2 � 5.3<br />
-6.1 / 18.9<br />
22.1 � 8.5<br />
7.3 / 43.0<br />
52455 15.1 � 2.0<br />
5.6 / 20.9<br />
31.3 � 12.3<br />
8.2 / 59.4<br />
29.9 � 10.4<br />
8.4 / 55.3<br />
Relative<br />
Luftfeuchte<br />
�%�<br />
72 � 13<br />
25 / 96<br />
34 � 7<br />
17 / 47<br />
33 � 6<br />
18 / 44<br />
34 � 7<br />
19 / 48<br />
33 � 7<br />
18 / 47<br />
24 � 13<br />
4 / 47<br />
Absolute<br />
Luftfeuchte<br />
[g/m3]<br />
3.4 � 1.4<br />
1.0 / 6.8<br />
4.4 � 1.0<br />
2.3 / 6.4<br />
4.2 � 0.9<br />
2.2 / 6.3<br />
4.2 � 1.0<br />
1.9 / 6.3<br />
4.3 � 0.9<br />
2.2 / 6.3<br />
4.0 � 1.1<br />
1.9 / 6.1<br />
Anfangs Februar herrschten ausserordentlich tiefe Aussentemperaturen von deutlich unter<br />
unter -10°C.
1<br />
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
3.2. Grundriss mit Messstellen<br />
8.1<br />
7<br />
3<br />
2<br />
5<br />
6<br />
10<br />
9.1 und 9.2<br />
4<br />
8.2<br />
Legende<br />
1 Aussen X X<br />
2 Chor X X<br />
3 Ambo X X<br />
4 Schiff Mitte X X<br />
5 Empore Orgel X X<br />
6 UK Decke Schiff X<br />
7 Dachraum über Schiff X<br />
8.1 Zuluft (Gitter links) X X<br />
8.2 Abluft hinterste Bank X<br />
9.1 VL Heizregister X<br />
9.2 RL Heizregister X<br />
10 CO2<br />
Temperatur<br />
Seite 9<br />
rel..Feuchte
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Seite 10<br />
3.3. CO2-<strong>Messungen</strong> und Luftwechsel<br />
Während der gesamten Messperiode wurde zusätzlich eine CO2- Messung installiert. Der<br />
CO2- Gehalt der Luft lässt Rückschlüsse auf die Luftqualität, das Lüftungsverhalten und den<br />
Luftwechsel zu.<br />
Zusammenfassung der Messresultate:<br />
Mittelwert ± Standardabweichung, (Minimum/Maximum)<br />
Messperiode<br />
26.Januar 2012 bis 09. März 2012<br />
Nr Messstelle GeräteID CO2-Konzentration (ppm)<br />
8 CO2 Woehler<br />
566<br />
470 ± 90<br />
370 / 1500<br />
3.4. Infrarot-<strong>Messungen</strong> und Luftströmungen<br />
Am 26. Januar 2012 wurden zusätzlich IR-Aufnahmen mit der Wärmebildkamera FLIR B360<br />
und am 09. Februar 2012 Untersuchungen der Luftströmungen mittels Nebelgenerator und<br />
Strömungsröhrchen durchgeführt.<br />
3.5. Messung der Nachhallzeit<br />
Am 26. Januar 2012 wurden <strong>Messungen</strong> der Nachhallzeit durchgeführt.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
4. Beurteilung / Kommentar<br />
4.1. Bisherige Beheizung vor unseren <strong>Messungen</strong> (Quelle Messdaten Peter Braun)<br />
Ausschnitt Nov. 2010 bis März 2011 (letzter Winter)<br />
Diagramm 3 Messung Temperatur Ambo (Quelle Messdaten P.Braun)<br />
Ausschnitt Dez. 2011 bis Mitte Jan. 2012 (Beginn dieses Winters)<br />
Diagramm 4 Messung Temperatur Schiff hi.re.oben und Empore (Quelle Messdaten P.Braun)<br />
Seite 11
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Seite 12<br />
Die Beobachtungen, Aufnahmen und Befragungen sowie die <strong>Auswertung</strong> der Messresultate<br />
und der Benutzerprotokolle führen zu folgenden Erkenntnissen:<br />
4.2. Gesamte Messperiode<br />
Temperatur [°C]<br />
40<br />
36<br />
32<br />
28<br />
24<br />
20<br />
16<br />
12<br />
8<br />
4<br />
0<br />
-4<br />
-8<br />
-12<br />
-16<br />
Do.26.Jan.12<br />
Fr.27.Jan.12<br />
Aussen T [°C] Chor T [°C] Empore Orgel T [°C] Abluft hinterste Bank T [°C] Ambo T [°C] Schiff Mitte T [°C] Anlässe Lüften Zuluft links T [°C] UK Decke Schiff Mitte T [°C] Dachraum über Schiff T [°C] Aussen rF [%] Chor rF [%] Empore Orgel rF [%] Ambo rF [%] Schiff Mitte rF [%] Kerzenverbrauch Zuluft links rF [%]<br />
Sa.28.Jan.12<br />
So.29.Jan.12<br />
Mo.30.Jan.12<br />
Di.31.Jan.12<br />
Mi.01.Feb.12<br />
Do.02.Feb.12<br />
Fr.03.Feb.12<br />
Sa.04.Feb.12<br />
So.05.Feb.12<br />
Mo.06.Feb.12<br />
Di.07.Feb.12<br />
Diagramm 5 Gesamte Messperiode (übersichtlicher Ausdruck siehe Anhang)<br />
Mi.08.Feb.12<br />
Do.09.Feb.12<br />
Fr.10.Feb.12<br />
Sa.11.Feb.12<br />
So.12.Feb.12<br />
Mo.13.Feb.12<br />
Di.14.Feb.12<br />
Mi.15.Feb.12<br />
Do.16.Feb.12<br />
� In Schiff Mitte werden i.M 14.4 °C bei einer sehr tiefen, rel. Luftfeuchte von i.M. 34 % r.F.<br />
gemessen.<br />
� Beim Ambo, im Chor und auf der Orgelempore werden praktisch die gleichen Mittelwerte<br />
gemessen, was auf eine gleichmässige aber auch konstante Luftverteilung schliessen<br />
lässt,<br />
� Unter der UK. Decke werden erwartungsgemäss höhere Temperaturen gemessen, sie<br />
liegen i.M jedoch nur knapp 1.5 K über der Schiff Mitte,<br />
� Als maximale Zulufttemperatur werden kurzzeitig „nur“ 43°C gemessen,<br />
� Es ist keine Innentemperatur-Regelung zu erkennen, keine obere und keine untere Temperaturbegrenzung,<br />
� ausserordentlich starke Temperaturschwankungen während der gesamten Messperiode,<br />
� sehr tiefe rel. Luftfeuchten (zeitweise unter 25% r.F) aufgrund hoher Innentemperaturen,<br />
� Störungen Heizbetrieb aufgrund defekter Heizung resp. Brennerstörung,<br />
� Das Aufheizen findet zu langsam statt, nicht weil die Zuluftmenge zu gering ist, sondern<br />
nur weil die Zuluftemperatur mit knapp 30°C zu tief ist sondern weil zu Messbeginn die<br />
Aussenluftklappe immer zu 2/3 offen gestellt war (Frischluft auf über 60%!).<br />
Fr.17.Feb.12<br />
Sa.18.Feb.12<br />
So.19.Feb.12<br />
Mo.20.Feb.12<br />
Di.21.Feb.12<br />
Mi.22.Feb.12<br />
Do.23.Feb.12<br />
Fr.24.Feb.12<br />
Sa.25.Feb.12<br />
So.26.Feb.12<br />
Mo.27.Feb.12<br />
Di.28.Feb.12<br />
Mi.29.Feb.12<br />
Do.01.Mrz.12<br />
Fr.02.Mrz.12<br />
Sa.03.Mrz.12<br />
So.04.Mrz.12<br />
Mo.05.Mrz.12<br />
Di.06.Mrz.12<br />
Mi.07.Mrz.12<br />
Do.08.Mrz.12<br />
Fr.09.Mrz.12<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
relative Feuchte [%]
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Nachfolgend sind Ausschnitte aus der Messperiode im Detail dargestellt.<br />
4.3. Ausschnitt „Normalbetrieb“<br />
Temperatur [°C]<br />
40<br />
36<br />
32<br />
28<br />
24<br />
20<br />
16<br />
12<br />
8<br />
4<br />
0<br />
-4<br />
-8<br />
-12<br />
-16<br />
Sa.28.Jan.12<br />
Aussen T [°C] Chor T [°C] Empore Orgel T [°C] Abluft hinterste Bank T [°C] Ambo T [°C]<br />
Schiff Mitte T [°C] Anlässe Lüften Zuluft links T [°C] UK Decke Schiff Mitte T [°C]<br />
Dachraum über Schiff T [°C] Aussen rF [%] Chor rF [%] Empore Orgel rF [%] Ambo rF [%]<br />
100<br />
So.29.Jan.12<br />
Diagramm 6 Ausschnitt eine Woche ab Samstag, 28. Jan. bis 04. Feb.2012<br />
Mo.30.Jan.12<br />
Di.31.Jan.12<br />
Seite 13<br />
� Es ist keine Regelmässigkeit im Beheizen erkennbar, auch keine Abhängigkeit von den<br />
Anlässen. Beispielhaft sei der Freitag, 03. Februar erwähnt: Der Anlass findet um 08.00 Uhr<br />
statt, die Innentemperatur fällt jedoch vor und während dem Anlass (siehe roter Pfeil),<br />
� Von Sonntag bis Donnerstag finden keine Anlässe statt, trotzdem sind häufige Temperaturveränderungen<br />
festzustellen, welche sich auch in den Eintragungen von Herrn Braun<br />
in den Benutzerprotokollen wiederspiegeln,<br />
� Die kurzzeitigen Schwankungen der Zulufttemperatur (siehe rosa Markierung) lassen auf<br />
ein Halten eines Sollwertes schliessen (Hysterese), dieser „Sollwert“ ist jedoch jedes Mal<br />
anders,<br />
� Nicht jede Eintragung einer Veränderung von Peter Braun stimmt mit der tatsächlichen<br />
Temperaturveränderung überein, was auf eine weitere „konkurrenzierende“ Einstellung<br />
schliessen lässt, vermutlich sind es nicht bekannte Programmierungen der Grässlin<br />
Schaltuhr,<br />
� Auch bei markant sinkenden Aussentemperaturen bis unter -12°C kann eine Innentemperatur<br />
von 18°C problemlos im gesamten Kirchenraum gehalten werden, was auf eine<br />
ausreichende Heizleistung schliessen lässt,<br />
� Je höher die Innentemperatur, desto stärker die Unterschiede zwischen Schiff, Chor und<br />
Empore, was auf Luftumwälzungen schliessen lässt,<br />
� Während dem Temperaturabfall gleichen sich die Innentemperaturen immer mehr an,<br />
� Die Dachraumtemperatur liegt zwischen der Innen- und der Aussentemperatur, was auf<br />
einen hohen Wärmeabfluss aus dem Kirchenraum, aber auch auf eine geringe Durchlüftung<br />
des Dachraums („dichtes“ Pavatex-Unterdach) schliessen lässt.<br />
Mi.01.Feb.12<br />
Do.02.Feb.12<br />
Fr.03.Feb.12<br />
Sa.04.Feb.12<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
relative Feuchte [%]
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Seite 14<br />
4.4. Detailausschnitt Aufheizvorgang<br />
Der Ausfall des Brenners kann für die <strong>Auswertung</strong> vorteilhaft genutzt werden, um Erkenntnisse<br />
zum Temperaturabfall und zum Aufheizverhalten zu erhalten.<br />
Temperatur [°C]<br />
40<br />
36<br />
32<br />
28<br />
24<br />
20<br />
16<br />
12<br />
8<br />
4<br />
0<br />
-4<br />
-8<br />
-12<br />
-16<br />
Fr.03.Feb.12<br />
Aussen T [°C] Chor T [°C]<br />
Empore Orgel T [°C] Abluft hinterste Bank T [°C]<br />
Ambo T [°C] Schiff Mitte T [°C]<br />
Anlässe Lüften<br />
Zuluft links T [°C] UK Decke Schiff Mitte T [°C]<br />
Dachraum über Schiff T [°C]<br />
Sa.04.Feb.12<br />
So.05.Feb.12<br />
Diagramm 7 Ausschnitt 03. bis 06. Februar 2012 Diagramm 8 Ausschnitt 07. bis 10. Februar 2012<br />
Innerhalb von 24 h sinkt die Innentemperatur Auch bei der zweiten Brennerstörung ist ein<br />
von 18°C auf ca. 9°C, der Temperaturabfall ähnliches Verhalten festzustellen.<br />
flacht deutlich ab, selbst nach weiteren 24h<br />
würde die Innentemperatur erst bei 5°C liegen.<br />
(siehe roter Prognosepfeil)<br />
Innert 12 h steigt die Innentemperatur von Innert 12 h steigt auch diesmal die Innen-<br />
8°C bereits auf über 16°C. Diese Temperatur temperatur zu Beginn rasch an, doch schon<br />
wird gehalten (siehe rosa Pfeil) bereits bei 13°C findet ein Halten statt<br />
(anderer Sollwert?, siehe rosa Pfeil).<br />
Der Temperaturabfall nach dem Ausfall der Warmluftheizung ist zu Beginn am stärksten,<br />
flacht jedoch immer mehr ab.<br />
Der Temperaturanstieg ist trotz Lüfterstufe 2 mit einer Zuluftemperatur von knapp 30°C zu<br />
langsam.<br />
Mo.06.Feb.12<br />
Temperatur [°C]<br />
40<br />
36<br />
32<br />
28<br />
24<br />
20<br />
16<br />
12<br />
8<br />
4<br />
0<br />
-4<br />
-8<br />
-12<br />
-16<br />
Di.07.Feb.12<br />
Aussen T [°C] Chor T [°C]<br />
Empore Orgel T [°C] Abluft hinterste Bank T [°C]<br />
Ambo T [°C] Schiff Mitte T [°C]<br />
Anlässe Lüften<br />
Zuluft links T [°C] UK Decke Schiff Mitte T [°C]<br />
Dachraum über Schiff T [°C]<br />
Mi.08.Feb.12<br />
Do.09.Feb.12<br />
Fr.10.Feb.12
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Seite 15<br />
4.5. CO2-<strong>Messungen</strong> (Luftwechsel und Lüftungsverhalten)<br />
Der Verlauf der CO2-Konzentration und der Innentemperatur während der gesamten<br />
Messperiode ist im untenstehenden Diagramm dargestellt.<br />
- In der unbelegten Kirche bleibt die CO2-Konzentration bei ca. 500 ppm, was einem<br />
Durchschnittswert entspricht,<br />
- Bei den Wertagsanlässen bleibt die CO2-Konzentration deutlich unter dem Grenzwert<br />
von 1500 ppm 1 , was von Vorteil ist.<br />
- Bei Anlässen mit hoher Belegung (bei 500 Personen) werden Werte von annähernd 1500<br />
ppm gemessen, was aufgrund des grossen Volumens nicht aussergewöhnlich ist,<br />
- Nach den Anlässen ist jedoch ein sehr langsamer Abfall der CO2-Konzentration festzustellen,<br />
was auf ein ungenügendes, aktives Lüften schliessen lässt.<br />
Diagramm 9: Darstellung CO2-Konzentration gesamte Messperiode (übersichtliches Diagramm siehe Anhang)<br />
Temperatur [°C]<br />
Temperatur [°C]<br />
-15<br />
55<br />
45<br />
35<br />
25<br />
15<br />
55<br />
45<br />
35<br />
25<br />
15<br />
5<br />
-5<br />
-15<br />
5<br />
-5<br />
Sa.04.Feb.12<br />
Do.26.Jan.12<br />
Fr.27.Jan.12<br />
Sa.28.Jan.12<br />
Aussen T [°C] Chor T [°C] VL Heizregister T [°C] RL Heizregister T [°C] Empore Orgel T [°C] Abluft hinterste Bank T [°C] Schiff Mitte T [°C] Anlässe Lüften Ambo T [°C] Zuluft links T [°C] UK Decke Schiff Mitte T [°C] Dachraum über Schiff T [°C] CO2 [ppm]<br />
So.29.Jan.12<br />
Mo.30.Jan.12<br />
Di.31.Jan.12<br />
Mi.01.Feb.12<br />
Do.02.Feb.12<br />
Fr.03.Feb.12<br />
Sa.04.Feb.12<br />
So.05.Feb.12<br />
Aussen T [°C] Chor T [°C] VL Heizregister T [°C] RL Heizregister T [°C] Empore Orgel T [°C]<br />
Abluft hinterste Bank T [°C] Schiff Mitte T [°C] Anlässe Lüften Ambo T [°C]<br />
Zuluft links T [°C] UK Decke Schiff Mitte T [°C] Dachraum über Schiff T [°C] CO2 [ppm]<br />
So.05.Feb.12<br />
Mo.06.Feb.12<br />
Diagramm 10: Ausschnitt 04. bis 10. Februar 2012 (Grossanlass am 07. Feb. mit 500 Personen)<br />
Nach einem Grossanlass dauert es fast zwei Tage, bis der Ausgangswert erreicht wird. Das<br />
bedeutet, dass die verbrauchte Luft eine zu lange Verweildauer hat und aufgrund des<br />
Heizbetriebs konstant umgewälzt wird.<br />
1 Bei Werten über 1500 ppm wird die Luft als „muffelig“ empfunden.<br />
Di.07.Feb.12<br />
Mo.06.Feb.12<br />
Di.07.Feb.12<br />
Mi.08.Feb.12<br />
Do.09.Feb.12<br />
Mi.08.Feb.12<br />
Fr.10.Feb.12<br />
Sa.11.Feb.12<br />
So.12.Feb.12<br />
Mo.13.Feb.12<br />
Do.09.Feb.12<br />
Di.14.Feb.12<br />
Mi.15.Feb.12<br />
Do.16.Feb.12<br />
Fr.10.Feb.12<br />
Fr.17.Feb.12<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
CO2 [ppm]<br />
Sa.18.Feb.12<br />
So.19.Feb.12<br />
Mo.20.Feb.12<br />
Di.21.Feb.12<br />
Mi.22.Feb.12<br />
Do.23.Feb.12<br />
Fr.24.Feb.12<br />
Sa.25.Feb.12<br />
So.26.Feb.12<br />
Mo.27.Feb.12<br />
Di.28.Feb.12<br />
Mi.29.Feb.12<br />
Do.01.Mrz.12<br />
Fr.02.Mrz.12<br />
Sa.03.Mrz.12<br />
So.04.Mrz.12<br />
Mo.05.Mrz.12<br />
Di.06.Mrz.12<br />
Mi.07.Mrz.12<br />
Do.08.Mrz.12<br />
Fr.09.Mrz.12<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
CO2
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
4.6. Wärmebildaufnahmen mit IR-Kamera<br />
Am 26. Januar 2012 wurden Infrarot-Aufnahmen mit der Wärmebildkamera FLIR B360<br />
durchgeführt.<br />
- Aussentemperatur während den Aufnahmen: ca. 3°C,<br />
- Witterung: bedeckt<br />
- Innentemperatur: 17°C<br />
- Thermograf: Emil Giezendanner (Baumann Akustik & Bauphysik AG)<br />
- Wärmebildkamera:<br />
FLIR Systems Modell B360, 320 x 240 Pixel, Spektralbereich 7,5 bis 13 μm<br />
- Kalibrierung: Dezember 2008<br />
Bild 1 Schiff Nordseite<br />
Sp1<br />
Sp2<br />
19.1 °C<br />
10.0<br />
Markanter Unterschied zwischen Aussenwand und Querbogen.<br />
Bei Aussenwand sind Plattenstösse zu erkennen.<br />
Bild 2 Schiff Südseite<br />
Mk<br />
Sp2<br />
Sp1<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
20.0 °C<br />
10.0<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
Seite 16<br />
Date 26.01.2012<br />
Filename IR_26-01-12_0709.jpg<br />
Emissionsgrad 0.96<br />
Sp1 Temperatur 13.7 °C<br />
Sp2 Temperatur 15.0 °C<br />
Date 26.01.2012<br />
Filename IR_26-01-12_0710.jpg<br />
Emissionsgrad 0.96<br />
Sp1 Temperatur 13.8 °C<br />
Sp2 Temperatur 14.9 °C<br />
Stellen mit fehlender Gewölbedämmung sind erwartungsgemäss kälter. Diese Stellen entsprechen<br />
den stärkeren Verschwärzungen.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Bild 3 Blick von Empore gegen Chor Südseite (rechts)<br />
Mk<br />
20.0 °C<br />
Der Einfluss des Warmlufteintritts ist deutlich zu erkennen.<br />
Beim vorderen und hinteren Chorbogen fallen die tieferen Temperaturen auf.<br />
Bild 4 Blick von Empore gegen Schiffgewölbe<br />
Bild 5 Schiffgewölbe Nordseite unten<br />
Sp2<br />
Sp1<br />
10.0<br />
10.0<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
20.0 °C<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
20.0 °C<br />
10.0<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
Seite 17<br />
Date 26.01.2012<br />
Filename IR_26-01-12_0712.jpg<br />
Emissionsgrad 0.96<br />
Date 26.01.2012<br />
Filename IR_26-01-12_0714.jpg<br />
Emissionsgrad 0.96<br />
Date 26.01.2012<br />
Filename IR_26-01-12_0716.jpg<br />
Emissionsgrad 0.96<br />
Sp1 Temperatur 13.9 °C<br />
Sp2 Temperatur 15.4 °C
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Bild 6 Schiff Ausschnitt Nordseite<br />
Sp2<br />
Sp1<br />
20.0 °C<br />
10.0<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
Seite 18<br />
Date 26.01.2012<br />
Filename IR_26-01-12_0722.jpg<br />
Emissionsgrad 0.96<br />
Sp1 Temperatur 13.3 °C<br />
Sp2 Temperatur 15.8 °C<br />
Die Beton-Aussenwände weisen eine ca. 8 cm Holzwollplatten Innendämmung auf. Hier zeichnen sich u.a. die Plattenstösse<br />
und die nicht mehr genutzten Entwässerungröhrchen und Stangenführungen als Verschwärzung ab. ( = Wärmebrücke = minimal<br />
tiefere Oberflächentemperatur = stärke Schmutzablagerung),<br />
Bild 7 Westwand hinter Empore<br />
A r1<br />
Die Dübel einer Innendämmung sind zu erkennen.<br />
Bild 8 Chorbogen oben<br />
Sp1<br />
Sp2<br />
20.0 °C<br />
10.0<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
20.0 °C<br />
10.0<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
Date 26.01.2012<br />
Filename IR_26-01-12_0717.jpg<br />
Emissionsgrad 0.96<br />
Ar1 Max - Min-<br />
Temperatur<br />
1.4 °C<br />
Date 26.01.2012<br />
Filename IR_26-01-12_0729.jpg<br />
Emissionsgrad 0.96<br />
Sp1 Temperatur 13.3 °C<br />
Sp2 Temperatur 16.1 °C
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
4.7. Untersuchungen Luftströmungen<br />
Am 26. Januar 2012 wurden Luftströmungsuntersuchungen mit folgendem Ergebnis durchgeführt.<br />
Rahmenbedingungen:<br />
- Kirche aufheizter Zustand von 18°C bei einer Aussentemperatur von 3°C.<br />
- Lüftung auf Stufe 1<br />
Seite 19<br />
Aufgrund von Klagen wäre eine störende Luftströmung vom Chor Richtung Schiff zu erwarten<br />
gewesen. Eine solche Luftströmungen konnte jedoch unter oben genannten Bedingungen<br />
überhaupt nicht festgestellt werden (unter 0.3 m/s).<br />
Speziell auf der rechten Seite sind die Zuluftgitter komplett falsch ausgerichtet. Ein grosser<br />
Teil „bläst“ direkt zum Bank des Sakristan.<br />
Es zeigt sich die vorteilhafte Auswirkung der Richtung Chor gerichteten Ausblasöffnung.<br />
Auch im gesamten Schiff kann keine unzulässige Luftströmung festgestellt werden (unter 0.3<br />
m/s).<br />
Entlang der Aussenwände kann nur ein sehr geringer Kaltluftabfall festgestellt werden, was<br />
auch auf die vorhandene Innendämmung zurückzuführen ist. Ausserdem ist von Vorteil,<br />
dass die Kirchbänke nicht unmittelbar an die Aussenwand reichen.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
4.8. Messung der Nachhallzeit<br />
Am 26. Januar 2012 wurde die Nachhallzeit des Kirchenraums mit 10 verschiedenen Lautsprecher<br />
und Mikrophon-Standorten gemessen<br />
Nachhallzeit [s]<br />
8.0<br />
7.0<br />
6.0<br />
5.0<br />
4.0<br />
3.0<br />
2.0<br />
1.0<br />
0.0<br />
80<br />
100<br />
0001.NBF 0002.NBF 0003.NBF<br />
0004.NBF 0005.NBF 0006.NBF<br />
0007.NBF 0008.NBF 0009.NBF<br />
00010.NBF Mittelwert T avg<br />
125<br />
160<br />
200<br />
250<br />
315<br />
Diagramm 11: Verlauf der Nachhallzeit IST-Zustand im Terzband<br />
400<br />
500<br />
630<br />
Tieftonbereich Mitteltonbereich Hochtonbereich<br />
Frequenz Terzband [Hz]<br />
800<br />
1'000<br />
1'250<br />
1'600<br />
2'000<br />
2'500<br />
Im Hochtonbereich werden die tiefsten Nachhallzeiten gemessen, was auf auch den Sisalteppich<br />
zurückzuführen ist. Trotzdem ist der Verlauf sehr ungünstig und im wichtigen<br />
Sprachbereich 500/100Hz werden Nachhallzeiten von deutlich über 5 s gemessen. Im Tieftonbereich<br />
steigen die Zeiten auf fast 7 s.<br />
Seite 20<br />
� Eine Nachhallzeit von über 6 s. ist für dieses Raumvolumen, die<br />
Oberflächenbeschaffenheiten und Konstruktionen nicht aussergewöhnlich,<br />
� Die heutige Beschallungsanlage ist ungenügend. Die Sprachverständlichkeit wird stark<br />
bemängelt (Telefoneffekt), Mit einer provisorisch installierten Beschallungsanlage (nur 2<br />
digitale Zeilenlautsprecher) konnte eine markante Verbesserung erreicht werden,<br />
� Mit digitalen Lautsprechern kann die Halligkeit des Raumes berücksichtigt werden. Trotzdem<br />
sind Massnahmen zur Verkürzung der Nachhallzeit im richtigen Frequenzbereich<br />
von Vorteil,<br />
3'150<br />
4'000<br />
5'000
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
5. Zusammenfassung <strong>Messungen</strong> und Beurteilung<br />
Die Ursache für die aussergewöhnlich rasch aufgetretenen Verschwärzungen liegt in einer<br />
Kombination von ungünstigen Heizbetrieb, ungenügendem Lüften, Farbanstrich und Kerzenverbrauch.<br />
Seite 21<br />
5.1. Heizbetrieb<br />
Es wird konstant auf einem zu hohen Temperaturniveau geheizt was zu konstanten Luftumwälzungen<br />
führt, je höher die Temperaturdifferenz Aussen – Innen desto stärker.<br />
Der Heizbetrieb ist zu verändern. Weil für Werktagsanlässe eine Kapelle zur Verfügung steht,<br />
sollte diese zumindest in der Heizperiode als „Winterkapelle“ genutzt werden.<br />
5.2. Anstrich<br />
Je tiefer die Oberflächentemperatur, desto stärker ist die Verschwärzung. Diese Erkenntnis<br />
ist nicht neu, aber sie widerspiegelt sich in dieser Kirche speziell. Sie hat in der Pfarrkirche<br />
<strong>Wünnewil</strong> auch einen direkten Zusammenhang mit dem Anstrich. Bei „kälteren“ Oberflächen<br />
ist von einer minimal höheren Oberflächenfeuchte auszugehen, auf welcher sich Verschmutzungen<br />
eher festsetzen. Weist die Oberfläche dann noch eine verminderte Sorptionsfähigkeit<br />
(Feuchteaufnahme und –pufferung) auf, was vermutlich auf die häufigen und<br />
zuletzt falschen Anstriche zurückzuführen ist, wäre das eine Erklärung für die starke<br />
Verschwärzung.<br />
5.3. Lüften<br />
Es wird ein ungenügendes Lüftungsverhalten festgestellt. Nach den Anlässen wird die verbrauchte<br />
Luft, besonders bei Anlässen mit hoher Belegung nur unzureichend abgeführt.<br />
Die verbrauchte Luft hat eine zu lange Verweildauer und wird in der Kirche umgewälzt.<br />
Das Lüften ist zu verbessern.<br />
5.4. Kerzenverbrauch<br />
Der Kerzenverbrauch ist mit jährlich bis zu 18‘000 Kerzen im Verhältnis zum Raumvolumen<br />
nicht ausserordentlich hoch. Weil keine räumliche Abtrennung ausserhalb des Kirchenraums<br />
möglich ist, und um die lokalen Verschwärzungen zu vermindern, sind zwingend bessere<br />
Abbrandverhältnisse in der Kirche zu schaffen.<br />
Von einer Verlegung des Opferkerzenstandes in die viel kleinere Kapelle ist bei diesem hohen<br />
Kerzenverbrauch jedoch dringend abzuraten.<br />
5.5. Raumakustik<br />
Trotz grosser Sisalteppichflächen wird ein ungünstiger Verlauf der Nachhallzeit und im wichtigen<br />
Sprachbereich 500/100Hz werden Nachhallzeiten von deutlich über 5 s gemessen.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
6. Massnahmen / Empfehlungen<br />
Allgemeine Grundsätze zur Warmluftheizung<br />
Seite 22<br />
� Bei der Warmluftheizung wird die Aussenluft- und Abluft über einen Filter dem Heizregister<br />
zugeführt und so erwärmt in den Raum über Boden- oder Stufengitter (mit Schalldämpfer)<br />
eingeblasen. Mit einem drehzahlgesteuerten Ventilator kann die Luftmenge resp.<br />
Aufheizgeschwindigkeit reguliert werden und eine verstellbare Klappe bei der Aussenluft<br />
erlaubt eine variable Frischluftbeimischung.<br />
� Dieses Heizsystem erlaubt ein rasches und substanzschonendes Beheizen der Kirche. Und<br />
bei einem Anlass kann auf praktisch allen Plätzen eine komfortable Temperatur ohne störende<br />
Zugluft gewährleistet werden,<br />
� Mit dem variablen Aussenluftanteil lässt sich die Kirche mit der Lüftungsanlage ganzjährig<br />
richtig lüften und die Raumklimavorgaben (dh. rel. Luftfeuchte) können ohne Befeuchtung<br />
mit einer intelligenten Steuerung gewährleistet werden.<br />
6.1. Empfehlung Heizbetrieb Kirche mit „Winterkapelle“<br />
Die <strong>Messungen</strong> und Untersuchungen bestätigen, dass die heutige Warmluftheizung die<br />
oben genannten Voraussetzungen mit verhältnismässigen Anpassungen und einer neuen<br />
SPS-Steuerung (zB. Syneos AG oder HbTec AG) erfüllen kann.<br />
In der Kirche finden (nur in der Heizperiode) nur noch die Anlässe mit hoher Personenanzahl<br />
statt, das sind Gottesdienste vom Samstagnachmittag und allenfalls Sonntagmorgen.<br />
Alle übrigen Anlässe finden in der Heizperiode in der (bald) renovierten Kapelle statt<br />
(=Winterkapelle).<br />
Für einen neuen Heizbetrieb in der Kirche gelten bei vorgeschlagener Belegungshäufigkeit<br />
folgende Richtwerte.<br />
Kein Anlass (= 90 - 95% der Zeit)<br />
Innentemperatur Beschreibung Heizung<br />
8-10°C<br />
= Grundtemperatur<br />
Eine Absenkung der Grundtemperatur<br />
ausserhalb der Anlässe auf 8-10°C<br />
führt zu einer markanten Energieeinsparung.<br />
Es stellt sich eine optimalere, höhere<br />
Raumluftfeuchte ein und ungünstige<br />
Luftumwälzungen werden reduziert.<br />
Damit werden Verschwärzungen vermindert<br />
und die Bausubstanz sowie<br />
Einrichtungen wie die Orgel geschont.<br />
Regelung mit neuem Raumfühler,<br />
Zuluft mit geregelten<br />
Zuluftventilator und<br />
Vorlauftempemeratur<br />
Eine ½ Stunde vor und während dem Wochenend-Anlass (= 5 - 10% der Zeit)<br />
Innentemperatur Beschreibung Heizung<br />
14 - 16°C<br />
= Komforttemperatur 2<br />
schonendes Aufheizen, dh. kontrollierter<br />
Temperaturanstieg von max. 1.5 °K<br />
pro Stunde,<br />
Aufheizbeginn ca. 8-12 h vor dem<br />
Anlass<br />
(Dauer muss bei Inbetriebnahme noch<br />
genauer definiert werden)<br />
Dito oben,<br />
Aufheizen mit erhöhter<br />
Lüfterdrehzahl und<br />
Zuluftemperatur von ca. 35°C.<br />
Während Anlass Temperatur mit<br />
reduzierter Lüfterdrehzahl halten.<br />
2 Den KirchgängerInnen und den Konzertbesuchern darf auch in Zukunft keine Garderobe zur Verfügung gestellt<br />
werden. Wird nämlich der Mantel abgelegt, ist eine höhere Raumtemperatur erforderlich, was jedoch zur Verstärkung<br />
der Luftumwälzungen und damit der Zuglufterscheinungen führt - ist also Kontraproduktiv.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Darstellung Vorschlag Beheizung Kirche im Vergleich IST-Zustand<br />
Temperatur [°C]<br />
40<br />
36<br />
32<br />
28<br />
24<br />
20<br />
16<br />
12<br />
8<br />
4<br />
0<br />
-4<br />
-8<br />
-12<br />
-16<br />
Sa.28.Jan.12<br />
Aussen T [°C] Chor T [°C] Empore Orgel T [°C] Abluft hinterste Bank T [°C] Ambo T [°C]<br />
Schiff Mitte T [°C] Anlässe Lüften Zuluft links T [°C] UK Decke Schiff Mitte T [°C]<br />
Dachraum über Schiff T [°C] Aussen rF [%] Chor rF [%] Empore Orgel rF [%] Ambo rF [%]<br />
100<br />
Diagramm 12: Soll – Ist Vergleich<br />
Seite 23<br />
Die Kirche würde nur noch zu den Anlässen vom Wochenende aufgeheizt.<br />
Kurz nach dem „Abschalten“ ist der Temperaturabfall wie gemessen am stärksten, danach<br />
findet eine Abminderung statt, wie mit der grünen Linie dargestellt. Während diesem Temperaturabfall<br />
ist gar keine Beheizung erforderlich. Aufgrund der Massenträgheit erst nach<br />
ca. 3-4 Tagen, wenn der untere Temperaturwert annähernd erreicht wird, schaltet sich die<br />
Warmluftheizung bei tiefen Aussentemperaturen wieder zu, um den unteren Sollwert zu halten.<br />
Das Aufheizen zum Wochenende hat rechtzeitig zu erfolgen, um die geforderte Komforttemperatur<br />
zu erreichen. Diese Aufheizzeit ist im Rahmen der Inbetriebnahme noch zu optimieren.<br />
Beheizung für Orgelprobe ausserhalb der „Aufheizzeiten“<br />
Falls die Orgelproben nicht vor oder nach den Wochenendanlässen stattfinden können, ist<br />
für eine partielle, separate Beheizung beim Orgelspieltisch für Orgelproben zB. Infrarot-<br />
Heizflächen als mobile Stellwand (zB. StarUnity Panele) zu sorgen.<br />
Heizbetrieb in der „Winterkapelle“<br />
Innentemperatur Beschreibung Heizung<br />
12 - 14°C<br />
= Komforttemperatur<br />
So.29.Jan.12<br />
Verlauf Innentemperatur IST<br />
Mögliche Energie-Einsparung<br />
Verlauf SOLL<br />
Mo.30.Jan.12<br />
Nur wenn tägliche Anlässe =<br />
Durchheizen auf möglichst tiefen<br />
Temperaturniveau, ansonsten Ab-<br />
senkbetrieb wie Kirche<br />
Di.31.Jan.12<br />
Ein tiefes Temperaturniveau ist vertretbar,<br />
denn allein durch die Personenbelegung<br />
ist ein markanter Temperaturanstieg<br />
zu erwarten.<br />
Hierzu ist eine zweite Heizgruppe zu installieren, damit eine von der Kirche unabhängige<br />
Beheizung möglich wird.<br />
Mi.01.Feb.12<br />
Do.02.Feb.12<br />
Fr.03.Feb.12<br />
Sa.04.Feb.12<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
relative Feuchte [%]
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
6.2. Empfehlung Lüftung und Klimakontrolle<br />
Für das Lüften gelten grundsätzliche folgende Parameter<br />
(Vergleich absolute Feuchte statt rel. Feuchte):<br />
Lüften zum Befeuchten, wenn: Lüften zum Trocknen, wenn:<br />
Temperatur aussen > 0 °C > 0 °C<br />
Absolute Luftfeuchte innen < 4.0 g/m 3 > 8 g/m 3<br />
Absolute Luftfeuchte aussen > 4.5 g/m 3 < 7 g/m 3<br />
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Diese Parameter können mit einem manuellen Lüftungsbetrieb nicht garantiert werden. Die<br />
Einhaltung dieser Werte ist nur mit einer Steuerung und Automatisierung der Lüftungsanlage<br />
resp. Aussenluftklappe möglich.<br />
Damit könnte das Kirchenklima auf natürliche Weise langfristig optimiert und kontrolliert<br />
werden, insbesondere in der kritischen Übergangsperiode Winter-Frühling sowie besonders<br />
im Hochsommer mit ohnehin kritischen Aussenluftfeuchten in Kombination mit Feuchteeintrag<br />
durch hohe Personenbelegungen.<br />
6.3. Lüften nach einem Grossanlass<br />
Unabhängig von einer Automatisierung ist nach Grossanlässen mit einer Stosslüftung die<br />
verbrauchte Innenluft immer mit der Aussenluft auszutauschen. Dazu ist ein Taster „Lüften“<br />
bei der SPS-Steuerung vorzusehen (mit automatischer Rückführung nach einer definierten<br />
Zeit)<br />
6.4. Vorschlag SPS-Heizungsbedienung mit natürlicher Klimabeeinflussung<br />
Der oben genannte automatisierte Heizbetrieb und Lüftungsbetrieb ist heute nicht möglich.<br />
Die zukünftige Bedienung muss vor allem einfach sein, dh. die Eingabe der Anlässe muss<br />
leicht zugänglich und so einfach wie möglich sein – alles andere macht die Steuerung. Das<br />
ist heute nicht möglich, selbst wenn alle möglichen Korrekturen umgesetzt sind.<br />
Mit einer neuen, modernen SPS-Programmierbaren Steuerung ist im Gegensatz zu heute<br />
Folgendes möglich (Kosten ca. Fr. 25‘000 – 35‘000.--):<br />
- Einfache, selbsterklärende Bedienung (eine Bedienstelle für Kapelle und Kirche)<br />
- Die Anlässe sind mit einem Kalender über einen langen Zeitraum im Voraus (auch als Terminserie)<br />
einfach programmierbar (ohne dass eine Vorheizzeit eingerechnet werden muss), Unvorhergesehene<br />
Anlässe wie Beerdigungen/Abdankungen lassen sich ebenfalls kurzfristig und einfach eingeben,<br />
zB. mit grossem, modernem Touchpanel zB. mit konventionellem Display und Tasten<br />
Beispiel Syneos, Bütschwil Beispiel Erwin Hungerbühler<br />
- Kontrolliertes Aufheizen mit der schonenden Aufheizgeschwindigkeit, der richtige Aufheizbeginn<br />
wird von der Steuerung automatisch erkannt. Damit wird eine zu lange Vorheizzeit verhindert und<br />
Energie gespart,
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Seite 25<br />
- Mit der Option „Klimabeeinflussung“ wird eine Raumklimakontrolle vereinfacht resp. überhaupt<br />
möglich. Dabei wird die Aussenluftklappe mit dem ebenfalls nachträglich motorisierten<br />
Fensternflügeln bei der Empore geöffnet und geschlossen. Die richtige Feuchte für die Bausubstanz<br />
und insbesondere die Orgel und das Holzwerk kann während dem ganzen Jahr gewährleistet<br />
werden,<br />
- Erweiterbarkeit mit Lichtsteuerung, Beschallung, Glockensteuerung, Türschliessung etc. möglich,<br />
- Fernabfrage und Programmierung von Zuhause resp. Extern möglich.<br />
6.5. Bauliches<br />
Fenster<br />
Der Wärmeschutz der Fenster muss beim vorgeschlagenen Heizbetrieb nicht zwingend verbessert<br />
werden. Als äusseres Schutzglas ist bereits ein Isolierglas eingesetzt.<br />
Fenster IST-Zustand<br />
Die beiden einzigen, öffenbaren Fensterflügel auf der Empore sind zu motorisieren (zB.<br />
Windowmaster), um damit die Wirksamkeit des Lüftens zu erhöhen.<br />
Türen<br />
Aus bauphysikalischer resp. energetischer Sicht kein Handlungsbedarf.<br />
Hingegen ist die automatische Türschliessung- und öffnung vorzusehen.<br />
Dämmung Decke über Sakristei<br />
Verbesserung der Deckendämmung über der Sakristei<br />
zB. mit 15cm Isofloc, ausgeblasen zwischen Lattung mit Spanplatte.<br />
zB. mit Estrichboden-Fertigelementen aus 14 cm EPS-Dämmung mit Spanplatte (Ränder sind<br />
nachträglich auszustopfen)<br />
Dämmung Boden unter Schiff und Chor<br />
Dämmung sämtlicher zugänglichen Kellerdecken mit Deckenplatten, zB. 12 cm Isover<br />
Thermoplus, (Glaswolle mit einem auf der Sichtseite weissen, robusten Glasgewebe kaschiert<br />
und über die Kanten gezogen, einfachere Montage mit sichtbaren Dübeln).<br />
Dämmung Gewölbe über Schiff, Querbögen und Chor<br />
Der poröse PU-Schaum ist zwingend zu ersetzen. Der Rückbau ist durch Absaugen (jedoch<br />
mit hoher Staubentwicklung) verhältnismässig einfach.<br />
Bei vorgenanntem Heizbetrieb ist die Verbesserung des Wärmeschutzes eher sekundär,<br />
trotzdem ist eine Verbesserung der Dämmung auch zur Verminderung der Wärmebrücken<br />
und damit der ungleichen Verschwärzungen am Gewölbe vorzusehen.<br />
Zur Vermeidung der Randverschwärzungen (siehe IR-Bilder) ist die Dämmung min. 50 cm<br />
hochzuziehen (Verminderung Wärmebrücke). Das ist mit Dämm-Matten gar nicht möglich.<br />
Deshalb wird – nach dem vollständigen Entfernen eine Zellulosedämmung (Boratfrei) vorgeschlagen.<br />
Hohe Dämmstärken von über deutlich über 10cm sind durchaus möglich 3 .<br />
3 Mit 15 cm wird ein U-Wert von knapp 0.25 W/m2K erreicht. Damit könnten Fördergelder von Fr. 15.—<br />
pro m2 beantragt werden, siehe www.dasgebaeudeprogramm.ch.
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Seite 26<br />
Diese Zellulosedämmung, zB. Isofloc wird wegen der starken Neigungen konsequent gesprayt,<br />
um ein Abrutschen zu verhindern. Zur Verfestigung wird die oberste Schicht zusätzlich<br />
genässt. In diesem Spayverfahren kann die Isofloc-Dämmung problemlos bei den Betonträgern,<br />
Randbereichen, Übergängen ec. hochgezogen und über Querbalken und Schwellen<br />
geführt werden. Die Haftung ist langfristig gesichert.<br />
Die bessere Begehbarkeit (Kontrollgänge und Leuchtenersatz) ist mit Stufen und mit den<br />
Bretterstegen zu gewährleisten.<br />
Zum Auffangen von allfälligem Fledermauskot können Folien unter dem Nachtquartier temporär<br />
ausgelegt werden.<br />
Beispiel Deckendämmung Beispiel Isofloc Sprühverfahren<br />
Renovation Kath. Kirche Bütschwil (Haftung auch auf senkrechten Flächen)<br />
Hinweis Fördergelder<br />
Für die Dämmung Gewölbe, Kellerdecke und Decke über Sakristei können Fördergelder<br />
beim Gebäudeprogramm von Fr. 15.--/m2 beantragt werden.
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Seite 27<br />
Hinweis Schallschutz (und Brandschutz?)<br />
Der Zuluftkanal direkt über dem Heizkessel scheint die geforderte EI60-Anforderung (Brandabschnitt?)<br />
ohnehin nicht zu erfüllen 4 .<br />
Zuluft-Blechkanal<br />
direkt über dem Heizkessel<br />
Die vermutliche notwendige Brandschutzverkleidung (2 x 10mm<br />
Fermacell) würde zugleich die Störgeräusche des Brenners in die<br />
Kirche deutlich vermindern.<br />
6.6. Opferkerzenstand<br />
Ein Jahresverbrauch von bis zu 20‘000 Opferkerzen wird ohne Gegenmassnahmen trotz<br />
verändertem Heizen zu lokalen Verschwärzungen führen. Der jetzige Standort ist zwar nicht<br />
Zugluft ausgesetzt, trotzdem ist der Einsatz eines wirksamen Kerzenstandes zu prüfen. Ein neu<br />
entwickelter Kerzenstand wurde in der Kathedrale Chur erstmals eingesetzt und überzeugt<br />
durch sein einfaches Prinzip und seine Wirksamkeit (ohne Abluft und Ventilator).<br />
Abb: Beispiel Kerzenstand Omega (siehe http://www.kerzenschmelze.ch)<br />
Bei der Neukonzeption ist zu beachten, dass Tagesspitzen im Kerzenverbrauch gleichzeitig<br />
platziert werden können (Platzbedarf).<br />
6.7. Inbetriebnahme und Erfolgskontrolle<br />
Nach der Umsetzung der oben genannten Massnahmen wird sich im Betrieb der Heizung<br />
und des Lüftens einiges ändern resp. erleichtern.<br />
Es ist deshalb wichtig, dass die Inbetriebnahme mit Messung begleitet und optimiert wird.<br />
Danach sollten die Betreiber und Nutzer im Sinne einer Erfolgskontrolle sorgfältig geschult<br />
werden und sie sollten einfache Checklisten erhalten.<br />
4 Abklärungen Brandschutzanforderungen erfolgen durch den Architekten.
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Seite 28<br />
6.8. Massnahmen Raumakustik<br />
Es wurden der Verzicht des Teppichs als Berechnungsgrundlage (ohne resp. geringe Personenbelegung)<br />
für mögliche Verbesserungsmassnahme angenommen.<br />
Als optimaler Bereich sind Vergleichswerte für Kirchen dieser Grösse (keine Konzertsaal-<br />
Anforderungen) aus der Fachliteratur entnommen.<br />
Folgende Varianten wurden approximativ (Formel nach SABINE) berechnet<br />
(Ergebnisse +/- 20%):<br />
� Sitzkissen auf sämtlichen Kirchenbänken<br />
Die EMPA Dübendorf hat solche speziellen Sitzkissen entwickelt und in der Pfarrkirche<br />
Zufikon AG erstmals eingesetzt und getestet. Durch eine geschickte Wahl von<br />
Schaumstoff (offenporiger Melaminschaumstoff), Vlies und Stoffüberzug konnte ein<br />
maximaler Absorptionsgrad erreicht werde. Sitzkissen haben den Vorteil, dass sich die<br />
Akustik nicht in Abhängigkeit von der Personenbelegung verändert.<br />
Beispiel Kirche Zufikon<br />
Hersteller dieser speziellen Kissen ist Peter<br />
Schraff, Polsterei Amriswil, Telefon 071 411<br />
38 73, p.schraff@freesurf.ch. Er hat bereits<br />
15 weitere Kirchen mit diesen Kissen ausgestattet.<br />
Seine Konstruktion ist wendbar,<br />
dh. bei Flecken einfach umzudrehen.<br />
Richtpreis ca. Fr. 140.-- / m.<br />
Nur mit den Sitzkissen kann noch keine befriedigende Verbesserung erreicht werden.<br />
� Schallabsorbierende Deckenfelder<br />
Anstelle einer Sanierung des sich lösenden (Akustik?)-Putzes wird die Montage von<br />
vorfabrizierten, breitbandig absorbierenden Elementen in die wabenförmigen Deckenfeldern<br />
vorgeschlagen, zB. Topakustik-panele mit Lattung und 3cm Mineralwollhinterlage.<br />
5<br />
Wegen der grösseren Fläche sind Deckenfelder im Vergleich zu Sitzkissen einiges<br />
wirksamer. Eine Optimierung ist noch möglich, wenn nicht alle Deckenelemente<br />
gleich ausgeführt würden, sondern etwa die Hälfte als Tieftonabsorber ausgebildet<br />
würden. Diese Variante wird zur weiteren Detailbearbeitung als Optimum empfohlen.<br />
Die Verbesserung in Kombination mit den Sitzkissen ist in Anbetracht der Mehrkosten<br />
zu gering. Die Sitzkissen könnten bei Bedarf jederzeit auch später noch nachgerüstet<br />
werden.<br />
5 Die Abklärungen bezüglich Erdbebensicherheit und Tragfähigkeit der jetzigen Waben-<br />
Betonelemente erfolgt durch den Architekten.
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Seite 29<br />
� Schallabsorbierende Aussenwandflächen<br />
Bei den Aussenwandflächen können die markanten Verschwärzungen trotz verändertem<br />
Heizbetrieb nur mit erheblichen baulichem Aufwand komplett verhindert<br />
(Herausspitzen Leitungen und Plattenstösse, danach Verfüllen mit Dämmputz, Flickstellen<br />
erfordern gesamte Erneuerung Deckputz mit Anstrich).Auch ohne diese Massnahmen<br />
wäre der Anstrich komplett zu erneuern und erfordert ein Innengerüst.<br />
Darum könnten als Alternative die Aussenwandflächen mit schallabsorbierenden<br />
Wandpanelen belegt werden. Hierbei gilt jedoch zu beachten, dass es sich dabei<br />
um eine Innendämmung handelt und deshalb die Mineralwollhinterlage max. 3 cm<br />
betragen darf. 6<br />
Wegen der noch einmal viel grösseren Fläche sind die Wandflächen im Vergleich zu<br />
Deckenfeldern zwar einiges wirksamer, jedoch sind für diese Kirche zu kurze Nachhallzeiten<br />
zu erwarten, wenn die gesamte Fläche schallabsorbierend ausgebildet<br />
würde.<br />
Mit schallabsorbierenden Deckenfeldern und schallabsorbierenden Wandflächen<br />
verkürzt sich die Nachhallzeit zu stark und wäre deshalb nicht zu empfehlen.<br />
Nachhallzeit (s)<br />
Dietfurt, 20. März 2012<br />
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Emil Giezendanner<br />
dipl. Architekt HTL, Inhaber und Geschäftsführer<br />
giezendanner@baumann-bauphysik.ch<br />
6 Die allfällige Rücksprache dieser Massnahmen mit der kantonalen Denkmalpflege erfolgt durch<br />
den Architekten.<br />
optimaler Bereich *<br />
IST-Zustand Messung<br />
NEU-Zustand ohne Sisalteppich (=Berechnungsbasis)<br />
NEU-Zustand mit Sitzkissen<br />
NEU-Zustand Deckenfelder (=Empfehlung Optimum)<br />
NEU-Zustand Sitzkissen und Deckenfelder (=Empfehlung Maximum)<br />
NEU-Zustand nur Aussenwandflächen<br />
NEU-Zustand Aussenwandflächen und Deckenfelder<br />
7.0<br />
6.5<br />
6.0<br />
5.5<br />
5.0<br />
4.5<br />
4.0<br />
3.5<br />
3.0<br />
2.5<br />
2.0<br />
1.5<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
125 250 500 1000 2000 4000<br />
Frequenz Oktavband (Hz)
Baumann Akustik und Bauphysik AG<br />
Anhang A Diagramm gesamte Messperiode Temp. und relative Feuchte<br />
Anhang B Diagramm gesamte Messperiode Temp. und absolute Feuchte<br />
Anhang C Diagramm gesamte Messperiode Temperatur und CO2<br />
Anhang 1<br />
Kirchen I historische Bauten I und weitere Herausforderungen Wir geben Antworten !