Magazin Luftfeuchte 2021 JUN 02

Autor:
Rico Popp

Herausforderung Museumsklima


Sehr geehrte Leser,

die 1986 eröffnete Schirn Kunsthalle in der Altstadt von Frankfurt am Main ist eine der außergewöhnlichsten Kunstinstitutionen in Deutschland und genießt ein hohes internationales Ansehen. Ohne eine eigene Sammlung organisiert die Schirn oft spektakuläre Ausstellungen und Projekte zu ausgewählten Themen sowie zu Werken bekannter Künstler wie Kandinsky, Matisse, Munch oder Yoko Ono. Nach 32 Jahren Betrieb wurde 2018 in der Schirn die Klimatechnik durch den Einbau neuer Klimazentralgeräte mit einer Gesamtluftleistung von 120.000 m³/h inklusive hocheffizienten und hygienischen Luftbefeuchtungssystemen von Condair erneuert und auf den aktuellen technischen Stand gebracht.

Die Schirn Kunsthalle der Stadt Frankfurt am Main entstand nach einem Entwurf des Architekturbüros BJSS (Bangert, Jansen, Scholz und Schultes) und wurde am 28. Februar 1986 eröffnet. Das aus mehreren, ineinander verschachtelten Baukörpern bestehende Gebäude befindet sich in der Altstadt in direkter Nachbarschaft zur Nikolaikirche, zum Römer und zum Kaiserdom. Die markantesten Bauteile sind die etwa 140 m lange und 10 m breite Halle sowie der zentrale Saal und die öffentlich zugängliche Rotunde mit einem Durchmesser von 20 Metern. Im Jahr 2015 wurden im Foyer die Leuchtwände, die den Raum in changierende Farben tauchen, auf eine energiesparende LED-Technik umgerüstet. Die gesamte Ausstellungsfläche der Schirn beträgt etwa 2.000 m². Seit Eröffnung der Kunsthalle, die zu den angesehensten und profiliertesten Ausstellungshäusern in Europa zählt, wurden, oft auch in Kooperationen mit weltweit führenden Museen, mehr als 240 Ausstellungen präsentiert und diese von fast 9 Mio. Gästen besucht. „Die Schirn versteht sich als Ort der Entdeckungen und als Seismograph für brisante Entwicklungen in der bildenden Kunst. Als Institution ohne Sammlung ist es die Aufgabe der Schirn, fundierte Vorschläge aus einer aktuellen Perspektive zu entwickeln und so einen Diskurs zu fördern, der von Museen wieder aufgenommen werden kann“, so Auszüge aus der Beschreibung der Schirn auf www.schirn.de.

Temperatur und Feuchte zum Schutz der Kunst
Fachplaner, ausführende Unternehmen und Betreiber stellt die sichere und gleichzeitig energieeffiziente Klimatisierung von Museen und Ausstellungsräumen immer wieder vor anspruchsvolle Herausforderungen. Im Vordergrund steht dabei der Schutz von wertvollen Kulturgütern und Ausstellungsgegenständen vor negativen äußeren Einflüssen und möglichen Schäden. Gleichzeitig profitieren auch die Museumsbesucher von der hochpräzisen Klimatisierung der Räume, denn die Vorgaben an die dort einzuhaltenden Temperaturen und Luftfeuchten entsprechen recht exakt den Bedingungen an eine bestmögliche thermische Behaglichkeit und an einen optimalen Komfort.

Viele Museumsbetreiber und Veranstalter von Wanderausstellungen bestehen in Abhängigkeit von der Art der Kunstwerke in den Ausstellungen auf ein eng begrenztes Raumklima, das dann ganzjährig mit nur geringen zeitlichen Schwankungen einzuhalten ist. Als typische Temperaturen für Museen werden oft etwa 20 °C (Heizperiode) bis 24 °C (Kühlperiode) bei relativen Raumluftfeuchten zwischen 40 und 60 % vorgegeben. Die so vorgegebenen Konditionen sind dann von den Klimasystemen rund um die Uhr sicherzustellen – unabhängig von aktuellen Außenluftbedingungen sowie schwankenden thermischen Belastungen oder Feuchtelasten durch die wechselnde Anzahl der Besucher in den Räumen. Moderne Klimasysteme erfüllen diese Aufgaben durch eine an den aktuellen Bedarf angepasste Erhöhung oder Verringerung der temperierten Zuluft- und Umluftvolumenströme, durch eine hochwertige Filterung der Außen- und Umluft, durch hocheffiziente Systeme zur Wärmerückgewinnung sowie durch eine präzise Konditionierung der Luft in zentralen Klimageräten (Heizen, Kühlen, Be- und Entfeuchten).

Eine besondere Beachtung gilt den Raumluftzuständen in Museen in den Wintermonaten. Wenn kalte, trockene Außenluft in der Klimaanlage von einer Temperatur von zum Beispiel 0 °C auf eine Raumtemperatur von 22 °C erwärmt wird, hat diese Luft nach der Erwärmung nur noch eine relative Feuchte von rund 10 %. Eine so trockene Luft würde aber fast zwangsläufig zu irreparablen Schäden an kostbaren Exponaten führen und zudem bei den Besuchern des Museums trockene Schleimhäute in Nase und Rachen sowie trockene Augen hervorrufen. Aus diesem Grund ist es in kühlen Jahreszeiten in Museen zwingend notwendig, die trockene Außenluft in der Klimaanlage auf mindestens etwa 50 bis 60 % zu befeuchten. Ein Beispiel aus der Schirn zeigt das h,x-Diagramm.



Die in der Schirn eingesetzten Befeuchtersysteme
Zur sicheren, energieeffizienten und hygienischen Luftbefeuchtung in den neuen Klimazentralgeräten der Schirn entschieden sich die Fachplaner der Kofler Energies Ingenieurgesellschaft Frankfurt und die Verantwortlichen der Kunsthalle aufgrund von langjähriger, sehr guter Erfahrung für Systeme der Condair GmbH, Garching. Zum Einsatz kamen sechs nach dem adiabatischen Prinzip arbeitende Hybrid-Luftbefeuchter der Baureihe Condair DL mit einer Gesamtbefeuchtungsleistung von rund 500 l pro Stunde. Die Wasseraufbereitung zur Erzeugung von entmineralisiertem Befeuchtungswasser besteht aus einer Umkehrosmoseanlage Condair AT2 und der Enthärtungsanlage Condair Soft.

32 Jahre nach Eröffnung der Schirn erfolgte im Sommer 2018 eine komplette Sanierung der Klimaanlagen. Im Mittelpunkt stand dabei das Sicherstellen von vorgegebenen Temperaturen und Feuchten in den Ausstellungs- und Publikumsräumen. Gleichzeitig verlangte der Betreiber von den neuen Anlagen aber auch eine bestmögliche Energieeffizienz und eine hohe Nachhaltigkeit, also eine optimale ökologische Lösung mit minimalen Verbräuchen an Strom, Wärme und Kälte.

Die Vorgaben an die Solltemperaturen und Sollfeuchten sind für alle von den Klimaanlagen versorgten Museumsbereiche identisch: Im Winter sind 22 °C und im Sommer 24 °C einzuhalten. Die relative Feuchte soll ganzjährig 50 % betragen. Alle neuen Geräte fördern die Luft mit hocheffizienten, leistungsregelbaren Ventilatoren, sind mit einer zweistufigen Luftfiltration ausgestattet und enthalten Systeme zur Lufterwärmung, Luftkühlung (inklusive Entfeuchtung) und zur Luftbefeuchtung. Zur Wärmerückgewinnung aus der Museumsabluft sind alle Klimazentralgeräte über ein intelligentes, mehrfachfunktionales Kreislaufverbundsystem (KVS) miteinander verbunden, in das über einen zusätzlichen Wärmeübertrager auch thermische Energie eingespeist werden kann.

Der jeweilige Zuluftvolumenstrom einer Klimaanlage und die Leistung der Luftkonditionierung orientiert sich stets an den aktuellen Raumbedingungen. Dazu werden in den Räumen kontinuierlich Temperaturen und Feuchten sowie die Luftqualitäten (CO2-Sensoren) gemessen sowie diese Werte in eine Gebäudeautomation eingespeist. Diese steuert dann auf Basis dieser Messwerte in den Klimageräten die Leistungen für Luftvolumenströme, Heizen, Kühlen sowie Be- und Entfeuchten zur Sicherstellung der vorgegebenen Raumkonditionen. Für weitere Einsparungen an thermischer Energie besteht der Zuluftvolumenstrom stets aus einer Mischung aus Außenluft und Umluft, die aus den Räumen entnommen wird. Dazu wird der Außenluftanteil auf Basis der aktuellen Raumluftqualität (Anzahl der Besucher) so angepasst, dass zwischen 30 und 50 m³/h Außenluft pro Person in die Räume eingebracht werden. Bei dieser Betriebsweise ergeben sich hohe Energieeinsparungen dadurch, dass die aus den Räumen entnommene Umluft nur noch geringfügig nacherwärmt, gekühlt, be- oder entfeuchtet werden muss. Zur Versorgung der verschiedenen Ausstellungsbereiche kommen in der Schirn sechs neue Klimazentralgeräte mit Luftleistungen zwischen 11.000 und 25.000 m³/h zum Einsatz. Der maximale Außenluftvolumenstrom basiert auf einer Besucheranzahl von 1.100 Gästen und beträgt 37.000 m³/h – das entspricht etwa 30 % des maximalen Zuluftvolumenstroms von 120.000 m³/h.

Die Systeme zur Wasseraufbereitung und zur Luftbefeuchtung
Die in der Schirn eingesetzten Hybrid-Luftbefeuchter Condair DL bestehen aus einer Zerstäubereinheit mit auf einem Trägergitter einzeln justierbaren Molekular-Zerstäuberdüsen und einer nachgeschalteten patentierten Verdunstungseinheit aus Keramikplatten. Für einen hygienischen Betrieb wird das zuvor aufbereitete Osmosewasser vor dem Zerstäuben im patentierten HygienePlus-System zusätzlich und leistungsgeregelt mit Silberionen nachbehandelt. Das Hygienekonzept aus Leitwertüberwachung, Sterilfilter und HygienePlus-System ist ein integraler Bestandteil des Befeuchters, trägt einen großen Teil zur Verhinderung von Biofilmen bei und ermöglicht einen störungsfreien Betrieb bei geringstem Wartungsaufwand.

Zur richtigen Luftfeuchte in Museen und dem dabei besonders wichtigen Aspekt der Feuchtekontrolle erhalten Sie bei Condair einen Planungsleitfaden, den Sie über den nachfolgenden Link kostenfrei bestellen können.

Mit freundlichen Grüßen

Rico Popp
Condair GmbH
Planungsleitfaden für Museen

ISBN-13: 978-3981761832
Umfang Seiten: 23
Format Din A5
Kosten: 12,95 Euro


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