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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 />

Seite 24<br />

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.


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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 !

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