Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Anlass. Ein L\u00f6sungsansatz zur Energie- und Kosteneinsparung im Bereich der Geb\u00e4udeheizung ist die Speicherung sommerlicher solarer W\u00e4rmegewinne f\u00fcr die winterliche Warmhaltung der R\u00e4ume. Bisher scheiterten solche \u00dcberlegungen in erster Linie an den hierf\u00fcr notwendigen aufwendigen Speichertechniken. Wesentliche Vereinfachungen erscheinen m\u00f6glich, wenn man die Baukonstruktion selbst und eventuell auch das angrenzende Erdreich als W\u00e4rmespeicher nutzt. Bevorzugter Anwendungsbereich dieses Prinzips ist die Warmhaltung von R\u00e4umen mit einer extrem gro\u00dfen thermischen Speichermasse. Dazu geh\u00f6ren auch viele Baudenkmale. F\u00fcr deren k\u00fcnftige Finanzierbarkeit und damit auch ihren Erhalt ist eine kosteng\u00fcnstige W\u00e4rmebereitstellung eine wesentliche Voraussetzung.
\nZiel. Es wird untersucht, inwieweit durch ein sommerliches Aufladen der Baukonstruktion mittels eines Solar-Luft-Systems der winterliche Energiebedarf f\u00fcr die Beheizung massiver, erdangrenzender R\u00e4ume in Baudenkmalen reduziert werden kann und welche Auswirkungen dieses Aufladen auf die thermisch-hygrischen Verh\u00e4ltnisse im Raum hat. Zudem wird die Frage der denkmalgerechten Anordnung der Kollektoren des Solar-Luft-Systems betrachtet.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Bearbeitung des Themas erfolgte an Hand eines konkreten Objektes. Durchgef\u00fchrt wurden die Untersuchungen im Schloss Trebsen in einem Teil der mittelalterlichen Kelleranlagen.
\nDie Projektbearbeitung erfolgte in 8 Arbeitsschritten
\n1.\tErmittlung der geb\u00e4udebezogenen Ausgangsdaten sowie messtechnische Erfassung des Eigenklimas des Kellers
\n2.\tPlanung und Realisierung einer tempor\u00e4ren Solaranlage mit dem Ziel erste Erfahrungen hinsichtlich Auslegung und Betriebsverhaltens zu gewinnen
\n3.\tMonitoring der 1. Solaranlage und messtechnische Erfassung der thermisch-hygrischen Verh\u00e4ltnisse im Keller
\n4.\tPlanung und Realisierung einer technisch verbesserten und denkmalgerecht gestalteten Solaranlage
\n5.\tMonitoring der 2. Solaranlage und messtechnische Erfassung der thermisch-hygrischen Verh\u00e4ltnisse im Keller
\n6.\tmesstechnische Untersuchung eines ganzj\u00e4hrig konventionell beheizten Referenzkellers
\n7.\tDurchf\u00fchrung von Simulationsrechnungen zum thermischen Verhalten von Baukonstruktion und angrenzendem Erdreich
\n8.\tHerausarbeitung der M\u00f6glichkeiten und Grenzen des Einsatzes von Solar-Luft-Systemen zur Beheizung von denkmalgesch\u00fctzten Geb\u00e4uden mit extrem gro\u00dfer thermischer Speichermasse<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Ergebnisse<\/p>\n
Energieeffizienz. In den Sommermonaten k\u00f6nnen die Baukonstruktion und das angrenzende Erdreich gegen\u00fcber dem Eigenklima deutlich erw\u00e4rmt werden. Die eingespeicherte W\u00e4rme hat jedoch nur einen begrenzten Einfluss auf das winterliche Raumklima. Unter der Wirkung der zum Fr\u00fchjahr hin ansteigenden Solargewinne steigt jedoch die mittlere Raumlufttemperatur im Vergleich zum Eigenklima deutlich schneller an. Im Herbst ist im Vergleich zum Eigenklima ein deutlich verlangsamter Abfall der mittleren Raumlufttemperatur zu verzeichnen. Mit Ausnahme des Hochwinters kann das Solar-Luft-System somit auch bei historischen Geb\u00e4uden mit einer extrem gro\u00dfen thermischen Speichermasse einen nennenswerten Beitrag zur Reduzierung der Energiekosten leisten.
\nRaumklima. Unter der Wirkung des Solar-Luft-Systems kommt es vielfach zu einer deutlichen Absenkung der relativen und absoluten Raumluftfeuchte gegen\u00fcber dem Wert, der im Falle des Eigenklimas vorliegt. Die Spannbreite der Schwankungen der relativen Raumluftfeuchte wird jedoch vergr\u00f6\u00dfert.
\nDenkmalvertr\u00e4glichkeit. Es ist m\u00f6glich, das Solar-Luft-System nahezu ohne Eingriffe in die historische Bausubstanz zu installieren. Der Einsatz von Solarkollektoren hingegen ist selbst dann, wenn diese im Rahmen einer eigenst\u00e4ndigen architektonischen L\u00f6sung und ohne Beeintr\u00e4chtigung des Erscheinungsbildes des Schlosses angeordnet werden, unter dem Aspekt der Denkmalvertr\u00e4glichkeit umstritten.
\nAufwands-Nutzen-Verh\u00e4ltnis. Durch die im Zusammenhang mit der denkmalgerechten Aufstellung der Luftkollektoren aufgetretenen investiven Mehraufwendungen wurde die Wirtschaftlichkeit des Solar-Luft-Systems beeintr\u00e4chtigt.\t <\/p>\n
Diskussion<\/p>\n
Auch wenn die urspr\u00fcngliche Erwartung, dass die Raumlufttemperaturen im Hochwinter infolge des sommerlichen W\u00e4rmeeintrages deutlich gesteigert werden kann, nicht best\u00e4tigt werden konnte, hat sich gezeigt, dass mit einem Solar-Luft-System, welches den Grunds\u00e4tzen der Low-Tech entspricht, ohne nennenswerte Eingriffe in die historische Bausubstanz eine deutliche Reduzierung des Bedarfs an fossilen Prim\u00e4renergietr\u00e4gern erreicht werden kann. Zur Verbesserung des Aufwand-Nutzen-Verh\u00e4ltnisses ist es jedoch notwendig, die Effizienz des Energieeintrages in die thermischen Speichermassen zu steigern und die investiven Mehraufwendungen f\u00fcr eine denkmalvertr\u00e4gliche Anordnung der Solarkollektoren zu senken.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Bisher: Zu Projektbeginn erfolgte in der Tagespresse eine Information \u00fcber das Grundanliegen des Vorhabens (Bild Leipzig 7. M\u00e4rz 2007). In der Leipziger Volkszeitung wurde ausf\u00fchrlich \u00fcber die Einweihung des Energiegartens berichtet (LVZ, 1. Okt. 2009). Zwischenzeitlich wurde das Projekt auch 2008 zur Denkmalmesse in Leipzig pr\u00e4sentiert. Der \u00d6ffentlichkeit wurden 2008 studentische Arbeiten zur denkmalgerechten Anordnung der Luftkollektoren im Rahmen einer Ausstellung auf Schloss Trebsen pr\u00e4sentiert. Im Forschungsbericht der HTWK Leipzig konnten 2007 und 2008 erste Ergebnisse vorgestellt werden. Auf folgenden Tagungen wurden bereits Projektergebnisse ver\u00f6ffentlicht: 20. Symposium
\nThermische Solarenergie 2010 in Kloster Banz und Messe Intersolar 2011. 2010 erfolgte zudem eine Projektvorstellung im Heft 2 des Leipziger Transferbriefes.
\nGeplant: F\u00fcr 2012 ist ein Vortrag zur Wissenschaftlichen Fachtagung Energie + Geb\u00e4udetechnik der HTWK Leipzig geplant. Projektergebnisse sollen zudem bereits 2011 auf der Homepage zweier Institute der HTWK Leipzig (Institutes f\u00fcr Hochbau, Baukonstruktion und Bauphysik (IHBB) und Architektur Institut Leipzig (AIL) ver\u00f6ffentlicht werden. Ver\u00f6ffentlichungen in Fachzeitschriften, z. B. Bausanierung, befinden sich in Vorbereitung.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
In Rahmen des Projektes konnten grundlegende Erkenntnisse \u00fcber die M\u00f6glichkeiten und Grenzen der Nutzung von in monumentalen Baudenkmalen ohnehin vorhanden thermischen Speichermassen (Bauk\u00f6rper, Erdreich) und der dabei zu ber\u00fccksichtigenden denkmalschutzseitigen und bauklimatischen Fragestellungen gewonnen werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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