Raumklimagestaltung in Museen
Teil 2: Technische MöglichkeitenDie zweiteilige Artikelserie stellt die Möglichkeiten und Grenzen der passiven und aktiven Raumklimagestaltung speziell in Museen und sonstigen Ausstellungsstätten vor. Im ersten Teil des Beitrags wurde in der tab 12/24 die passive Raumklimagestaltung vorgestellt. Im zweiten Teil stehen nun die Möglichkeiten aktiver Raumklimagestaltung im Mittelpunkt. Das Literaturverzeichnis ist online veröffentlicht und zu finden unter dem am Ende des Beitrags angegebenen Link bzw. QR-Code.
Die aktive Raumklimagestaltung bezieht sich auf die Zuführung von Wärme (Heizung) und/oder Kälte (Kühlung), die Be- und Entfeuchtung sowie die Lüftung (Zufuhr von un- und behandelter Außenluft). Dabei sollte der Transport der thermischen Energie zum Heizen und Kühlen bevorzugt über eine Flüssigkeit (meist Wasser) erfolgen, da dieses Verfahren aufgrund der deutlich besseren thermodynamischen Stoffdaten von Wasser gegenüber Luft erheblich weniger Förderenergie benötigt und somit viel effizienter ist.
Heizung
Die Heizung dient vor allem der Kompensation der winterlichen Wärmeverluste (Heizlast nach DIN EN 12831 /11/) im Auslegungsfall und in der Übergangszeit zur Gewährleistung der vorgegebenen Raumlufttemperatur. Beim Heizen und Erwärmen der Raumluft bleibt der absolute Feuchtegehalt x der Luft konstant, während sich die relative Feuchte verringert und die Temperatur und die spezifische Enthalpie erhöhen.
In Tabelle 1 sind Systeme dargestellt, die meist zur Anwendung kommen. Systemlösungen zur Raumströmung und zu Luftdurchlässen sind detailliert in [7] dokumentiert.
Ob die in [13] erläuterten Systemlösungen als eine mögliche „Temperierung“ von Teilen der Wandkonstruktion betrachtet werden könnten, und inwieweit diese eine Kompensation der Wärmeverluste sowie eine Konstanz der Raumlufttemperatur ermöglicht, erscheint fraglich.
In den in [13] dargelegten Beispielen ist jedoch nicht erkennbar, welchen Einfluss die Lüftung, d. h. die Infiltration oder Fugenlüftung der Fensterkonstruktionen, sowohl auf die Raumerwärmung als auch relative Feuchte der Raumluft gehabt haben.
Im Allgemeinen kann man bei historischen Gebäuden davon ausgehen, dass die Fenster relativ undicht sind. Dies bedeutet einen (Außen-)Luftwechsel in einer Größenordnung von 0,5 bis 1,0 h-1. Somit trägt die Lüftung bei kühlen und trockenen Außenbedingungen zur Entfeuchtung der Raumluft bei und die Messergebnisse könnten eine relative Konstanz ausweisen. Weiterhin ist kaum erkennbar, welchen Einfluss innere Belastungen durch Personen und Beleuchtung als auch äußere Belastungen auf das Raumklima in den ausgewiesenen, insbesondere historischen Gebäuden gehabt haben.
Kühlung
Die Kühlung dient vor allem der Kompensation der sommerlichen Wärmeeinträge (Kühllast nach VDI 2078 [12]) im Auslegungsfall und in der Übergangszeit zur Gewährleistung einer vorgegebenen maximalen Raumlufttemperatur. Dabei spielen die inneren Wärmelasten (Beleuchtung, Besucher) natürlich eine nicht unbedeutende Rolle in Ausstellungsräumen und können durchaus 50 % der Gesamtkühllast erreichen. Beim Kühlen der Raumluft bleibt der absolute Feuchtegehalt x der Luft konstant, während sich die relative Feuchte erhöht und die Temperatur und die spezifische Enthalpie geringer werden.
In Tabelle 2 sind Systeme dargestellt, die meist zur Anwendung kommen können, wobei diese aber nur sinnvoll sein können, wenn die Möglichkeit der Lüftung besteht. Ergänzende Systemlösungen sind detailliert in [7] beschrieben.
Lüftung in Kombination Heizen/Kühlen
Beim Lüften erfolgt eine Mischung von Außenluft und Raumluft. Der Mischpunkt liegt auf der Mischgeraden. Durch das Mischen der beiden Luftströme verändert sich sowohl die Temperatur, die relative Feuchte, die absolute Feuchte, der Wasserdampfpartialdruck und die spezifische Enthalpie. In Tabelle 3 sind Systeme dargestellt, die meist zur Anwendung kommen können. Systemlösungen zur Raumströmung und Luftdurchlässen sind detailliert in [7] dokumentiert.
Befeuchtung
Für die Befeuchtung, wenn notwendig, gibt es zwei Lösungen: Befeuchtung mit Dampf oder mit Wasser (adiabate Befeuchtung). Dies sollte im Allgemeinen in zentralen RLT-Anlagen erfolgen.
Entfeuchten
Das Entfeuchten kann sowohl zentral als auch dezentral erfolgen. Dazu ist der Einsatz von Kühlmitteln notwendig. Beim Entfeuchten fällt Kondensat an, das unbedingt abgeleitet werden muss. Eine regelmäßige Reinigung der Kondensatwanne im RLT-Gerät ist aus hygienischen Gründen notwendig.
Regelung
Aspekte der möglichen Regelung der raumlufttechnischen Anlagen werden ausführlich in [14], [15], [16], [17] und [18] beschrieben.
Zum Literaturverzeichnis geht es über diesen Link www.t1p.de/tab-12-23-MuseumKlima bzw. nebenstehenden QR-Code.
