Alexander Kahnt

Forschung 11 Solare Temperierung - Energiekonzept Titel: Solar-Luft-System zur Erwärmung von Gebäuden mit extrem großer thermischer Speicherfähigkeit unter Ausnutzung der thermischen Speicherfähigkeit des Baukörpers Themenverantwortliche: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Busch Prof. Dipl.-Ing. Frank Hülsmeier, HTWK Leipzig Prof. Dr.-Ing. Falk Nerger, HTWK Leipzig Dipl.-Ing. (FH) Uwe Bielefeld, Förderverein Dr.-Ing. Olaf Freytag, HTWK Leipzig Dipl.-Ing (FH) Rudolf Ettl, Grammer Solar GmbH Dipl.-Ing. Norbert Lange M. A., HTWK Leipzig Dipl.-Ing (FH) Alexander Kahnt, HTWK Leipzig Dipl.-Ing. (FH) Eric Kessler-Büttner, HTWK Leipzig Prof. Dr.-Ing. Rainer Agsten, HTWK Leipzig Zusammenarbeit mit: Grammer Solar GmbH, Amberg Auftraggeber: Förderverein für Handwerk und Denkmalpflege e. V. Schloss Trebsen, Dipl.-Ing. (FH) Uwe Bielefeld Förderzeitraum: 12/2006 bis 05/2011 Projektträger: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) Fördergeld: 91.846,00 € Projektbeschreibung: Steigende Energiepreise erschweren zunehmend die Bewirtschaftung und damit auch den Erhalt von Baudenkmalen. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Erarbeitung spezieller, denkmalgerechter Lösungen zur Reduzierung des Energieverbrauchs zunehmend an Bedeutung. Dies trifft besonders für denkmalgeschützte Nichtwohngebäude zu. Im Unterschied zu historisch wertvollen Wohngebäuden liegen für diese Gebäudeart bisher kaum Untersuchungen vor. Da umfangreiche nachträgliche Wärmedämmmaßnahmen bei diesen Gebäuden meist nicht möglich sind, ist eine energetisch effiziente Wärmebereitstellung erforderlich. Sowohl aus Gründen der Denkmalverträglichkeit als auch vor dem Hintergrund, dass Einsparungen im Bereich der Energiekosten nicht durch Betriebs- bzw. Wartungskosten wieder kompensiert werden, wurde daher im vorliegenden Projekt der Einsatz von Low-Tech favorisiert. Unter diesem Aspekt wurde eine Solaranlage konzipiert, die sich durch eine minimale Anzahl von Komponenten und nur geringe Eingriffe in die historische Bausubstanz auszeichnet. Das Solar-Luft-System verfügt über keinen kostenintensiven Speicher für die solar gewonnene Wärme. Es wurde untersucht, inwieweit für die Wärmespeicherung die extrem große thermische Speichermasse monumentaler Baudenkmale nutzbar ist. Im Sommer sollte diese solar so erwärmt werden, dass im Winter ein deutlicher Anstieg der Raumlufttemperatur im Vergleich zum Eigenklima zu verzeichnen ist. Auf solare Luftkollektoren wurde zurückgegriffen, weil die Erwärmung der speichernden Bausubstanz mittels Luft mit einer Reihe von Vorteilen verbunden ist: Reduzierung der Raumluftfeuchte, Beaufschlagung der gesamten raumseitigen Bauteiloberflächen mit Wärme sowie keine Eingriffe in die historische Bausubstanz im Zusammenhang mit der Installation von Einrichtungen zur Wärmeabgabe, wie sie bei Warmwasserheizungen erforderlich sind. Im Rahmen des vorliegenden Themas wurde am Beispiel eines Tiefkellers des Schlosses Trebsen untersucht, inwieweit mittels eines Solar-Luft-Systems im Sommer eine thermische Aktivierung der Baukonstruktion erreicht werden kann, die in den Wintermonaten zu einer Anhebung der Raumlufttemperatur führt und gleichzeitig den für diese Raumart typischen Feuchteproblemen, wie zu hohe relative Luftfeuchte und Bildung von Sommerkondensat, begegnet werden kann. Darüber hinaus wurde der Frage der denkmalgerechten Integration eines Solarsystems in eine historische Schlossanlage besonderes Augenmerk geschenkt. Im Ergebnis messtechnischer Untersuchungen zum Raumklima und zur thermischen Aktivierung der Bausubstanz sowie aufbauend auf ergänzenden Computersimulationen wurden die Grenzen einer sommerlichen Aufheizung der Bausubstanz und des angrenzenden Erdreichs aufgezeigt. Einsatzempfehlungen für den Einsatz von Solar-Luft-Systemen in monumentalen Baudenkmalen werden unter den Kriterien Denkmalverträglichkeit, Energieeffizienz und Raumklima gegeben. Dr.-Ing. Olaf Freytag