Energie und Baudenkmal 3 Haustechnik

Häufige Heizsysteme für Kirchen (Wärmeabgabe)
Warmluftheizungen
Warmluft wird über Luftschächte und Ausströmungsgitter
im Fussboden in den Kirchenraum
eingeblasen. Mit aufwändiger Regeltechnik wird sichergestellt,
dass Temperaturunterschiede zwischen
Bodenbereich und Decke nicht zu gross werden
und die Temperaturen zur Schonung des Denkmals
insgesamt nur sehr langsam verändert werden.
Schalldämpfer mindern Strömungsgeräusche und
Staubfilter die Staubaufwirbelung.
Bankheizung
Quarzstrahler, Dunkelstrahler und weitere spezielle
Bankheizkörper sind unter den Kirchenbänken als
Strahlungsheizungen montiert. Sie werden entweder
elektrisch oder mit Heizungswasser betrieben.
Fussbodenheizung
Wasserführende Heizleitungen erwärmen die
Bodenflächen. Aus denkmalpflegerischer und archäologischer
Sicht sind die notwendigen Eingriffe
oft nicht denkmalverträglich. Zudem erfordern sie
meist höhere Standby- Temperaturen.
Kirchensitzheizung (Heizkissen)
Idee dieser Heizung ist es, nicht die Kirche, sondern
ausschliesslich die Besucher aufzuwärmen. Die
Wärme gelangt primär durch Wärmeleitung zum
Nutzer.
Oft gelangen Kombinationen von 2 Heizsystemen
zur Anwendung.
Strahlungs- oder Konvektionsheizung?
Die Sanierung der Wärmeabgabe bietet die Möglichkeit
der Erfolgskontrolle und – falls nötig – zur Korrektur.
Der neue Wärmeerzeuger (Niedrigtemperatur), ein unbefriedigendes
Abgabesystem oder die Umstellung von
Einzelöfen auf Zentralheizung können uns vor die Wahl
eines neuen Abgabesystems stellen. Soll die Abgabe vermehrt
durch Strahlung oder durch Konvektion erfolgen?
Diese seit Langem geführte Diskussion ist aus der Sicht
der Denkmalpflege wichtig.
Mehr Strahlungsanteile
Es gibt weder reine Strahlungs- noch reine Konvektionsheizungen.
Heutzutage wird eine Heizung, die mehr
als 50% Strahlungsanteile abgibt, als Strahlungsheizung
bezeichnet. Der Übergang von der Strahlungsheizung
zur Konvektionsheizung ist fliessend, da eine Strahlungsheizung
über die warmen Bauteile auch die Luft erwärmt
und eine Konvektionsheizung auch Wärmestrahlung
an Bauteile abgibt. Die wärmende Wirkung von Strahlungsheizungen
ist stark (in der vierten Potenz) von der
absoluten Oberflächentemperatur [K] des Strahlers sowie
von der Oberflächenbeschaffenheit und der Bauform
abhängig. Ein strahlender Körper kann die Temperatur
der Umgebungsflächen erhöhen: Eine höhere Oberflächentemperatur
der Aussenwand erhöht die Empfindungstemperatur
(arithmetisches Mittel aus Strahlungsund
Raumlufttemperatur) im Raum. Das heisst, dass bei
effektiv niedrigerer Raumlufttemperatur dieselbe Wärme
und Behaglichkeit empfunden werden kann. Eine höhere
Oberflächentemperatur kann Kondensatproblemen
vorbeugen. Auf der anderen Seite wird aber der Wärmeabfluss
nach aussen (Transmission) ebenfalls erhöht. Die
Strahlungsheizung heizt erst sekundär die Raumluft mit
auf. Dies geschieht einerseits durch Konvektion und
andererseits durch Absorption von Strahlungsanteilen
durch die Luft. Die Lufttemperatur ist bei Konvektionsheizungen
höher und damit kann mehr Wasser durch
Lüften abtransportiert werden. Die Luft ist unerwünscht
trockener. Durch Konvektion werden aber auch wesentlich
grössere Verfrachtungen von Staub und Schmutz
verursacht. Diese Tatsache ist bei Baudenkmälern mit
wertvollen Interieurs (Malereien!) wichtig.
Bei ungünstigen Luftströmungsverhältnissen, z.B. bei
Durchgängen und in hohen Räumen, ist die Strahlungsheizung
allein aus anwendungstechnischen Gründen die
erste Wahl. Weitere Vorteile entstehen durch die nach
dem Einschalten fast unmittelbar zur Verfügung stehende
Wärme. Heizstrahler werden aber auch dort eingesetzt,
wo nur punktuell geheizt werden soll. Mit Strahlern
kann beispielsweise eine Zone in einer grossen temperierten
Halle behaglich gemacht werden oder auch der
Sitzplatz eines Organisten in der Kirche.
Aus denkmalpflegerischer Sicht spricht also vieles für
die Strahlungsheizung. Ob die Strahlungsheizung das
Richtige ist, hängt im konkreten Einzelfall aber auch von
der Raumnutzung ab.
Hohe Wärmeleistungen können mit grossen Flächen
oder effizienter mit hohen Temperaturen erzeugt
werden. Hohe Temperaturen bedingen jedoch hohe
Vorlauftemperaturen des Wärmeverteilsystems, die aus
energetischen Gründen nicht anzustreben sind. Energetisch
gesehen ist es sinnvoll, die Wärmeerzeuger auf eine
Vorlauftemperatur von unter 40 °C auszulegen. Erstens
arbeiten die heute meist verwendeten Wärmepumpen effizienter
mit niedrigen Temperaturen und zweitens fallen
die Wärmeverluste am Erzeuger und an der Verteilung
geringer aus. In den Kantonen Bern und Zürich sind für
Neuanlagen maximale Vorlauftemperaturen von 50 °C,
für Fussbodenheizungen gar 35 °C, erlaubt.
lll Haustechnik
Energie und Baudenkmal – Haustechnik – V1 – 2014 50