Start Innovation Heizungstechnik Heiz-Kühlelemente in einer Kirche in Hannover

Heiz-Kühlelemente in einer Kirche in Hannover

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Das 1898 errichtete neugotische Kirchengebäude der evangelisch-reformierten Gemeinde wurde im Oktober 1943 in einer Bombennacht fast völlig zerstört. Der Wiederaufbau begann 1948 und wurde nach mehreren Phasen erst im Jahre 1963 abgeschlossen. Da die Umfassungsmauern erhalten geblieben waren, glich der Bau dem Ursprungsbau des 19. Jahrhunderts. Dabei hat man, auch mit Rücksicht auf die Baustatik, auf den Turmhelm verzichtet. Das Innere der Kirche wurde zwischen 1956 und 1960 durch den Architekten Dieter Oesterlen gänzlich neugestaltet. Eine Zwischendecke wurde eingezogen und der Gottesdienstraum nach oben verlegt. Unten entstanden so ein großes Foyer und neue Gemeinderäume. Durch einen Aufzug konnte der barrierefreie Zugang gewährleistet werden. Das Gebäude ist an das Fernwärmenetz der Stadt Hannover angebunden.

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Da die Beheizung im Winter mit hohem Aufwand verbunden war, erfolgte im Jahr 2014 eine energetische Sanierung des Kirchenraums. Dabei wurden u. a. neue energiesparende Lampen installiert und im Foyer neue Fenster eingesetzt. Dies gelang durch Eigenmittel und Zuschüsse der Landeskirche. Die Erwärmung des Kirchenraums wurde rund 50 Jahre lang mit einer Gebläseheizung umgesetzt. Auf der einen Seite des Raums befand sich die Zuluft-, auf der anderen die Abluftöffnung, eine mit Zugluft einhergehende Lösung. Die Luft wurde dabei auch durch gemauerte Züge geführt, was bei der angestrebten Veränderung aus Hygienegründen nicht mehr stattfinden sollte.

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Neben den energetischen Fragen befasste sich der Bauausschuss der Kirchengemeinde mit den Aspekten Akustik und Denkmalschutz. Es sollte in jedem Fall gewährleistet sein, dass die sehr gute Akustik des Raums unverändert erhalten bleibt. Dazu ließ man ein Schallgutachten erstellen. (siehe Infokasten) Veränderungen im Raum waren darüber hinaus mit den denkmalpflegerischen Belangen in Einklang zu bringen.

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Bevor die Wärmeverteilung mit Hilfe einer Heiz-Kühl-Decke in Betracht gezogen wurde, hatte man auch andere Möglichkeiten untersucht. Doch diese Varianten konnten weder optisch noch akustisch überzeugen. Nachdem die Heiz-Kühl-Decke als Option ausgewählt wurde, informierte sich der Bauausschuss und besuchte ein kirchliches Gebäude in der Nähe, bei dem eine solche Lösung installiert worden war. Die positiven Rückmeldungen führten dazu, dass die Wärmeverteilung von oben erfolgen sollte, zunächst für die gesamte Decke. Durch die Zusammenarbeit mit dem Denkmalschutz, auch wegen der neuen Lampen, wurde die Idee geboren, ein Deckensegel einzusetzen. In diesem Zuge wurde ebenfalls geplant, die Bestandsdecke von oben zu ertüchtigen, um den U-Wert von 0,24 gemäß Wärmeschutzverordnung zu erreichen.

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Die Holzdecke im Kirchenraum blieb daher von unten unverändert. Von oben erfolgte die Auflage eines Rieselschutzes mit akustischer Wirkung, darauf eine 14 cm starke Dämmung aus Mineralfaser, eine Pavatex Luftdichtbahn sowie eine Pavatex Isolair Unterdeckplatte von 52 mm. Um den Zugang zum Dachraum zu gewährleisten, etwa für Wartungsarbeiten, wurde in der Mitte ein Laufsteg eingebaut.

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2014 erfolgte der Einbau der Heiz-Kühl-Decke, die dem Kirchenraum als gestaltendes Element ein neues Aussehen verliehen hat. Die ursprüngliche Raumhöhe wurde dabei lediglich um ca. 15 cm abgesenkt. Das Segel aus HKE-CS, insgesamt ca. 140 m² groß, setzt sich aus aktiven und passiven Teilen zusammen. Die genaue Aufteilung erfolgte in Absprache mit Wildfang Architekten. Zwei 15 m lange und zwei 12 m Bänder sowie ein 3 m langes Band wurden so in die Fläche eingebunden, dass die Leistung zu den Wänden hin stärker ist als in der Mitte (siehe Deckenplan).

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Die Fläche von ca. 16 m Länge und 12 m Breite wurde den Raumproportionen entsprechend an den Ecken abgeschrägt, sodass sie sich am Verlauf der Wände orientiert. Des Weiteren war die Farbgebung mit dem Amt für Denkmalpflege abzustimmen. Hier wurde der Farbton RAL 9010 Reinweiß matt gewählt. Die Aufhängung erfolgte direkt unter der Bestandsdecke an Montageschienen, die mittels Gewindestangen an den Holzbindern befestigt wurden. Dabei nutzte das ausführende Unternehmen Detlef Zeigert Heizungs- und Lüftungsbau ein Flächengerüst. Vor- und Rücklauf für die HKE befinden sich oberhalb der Dämmebene im Dachgeschoss. Durch das Treppenhaus bzw. abseitige Räumlichkeiten ließen sich die Leitungen nach unten in den Keller verlegen. Dort befindet sich die Fernwärmestation.

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Die HKE-CS sind besonders leichte Deckenstrahlplatten, bestehend aus Kupferrohren mit 15 x 0,75 mm und Kopfstücken mit 28 x 1,5 mm, die strömungsgünstig ausgehalst und zu Registern verlötet werden. Die Rohre werden mittels eines patentierten Verfahrens in das standardmäßig gelochte Aluminiumstrahlblech von 1,0 mm Dicke eingepresst. Die Elemente weisen standardmäßig eine seitliche Aufkantung von 75 mm nach oben und eine Doppelkantung nach innen zur Längsversteifung und Justierung der oberen Wärmedämmung auf.

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Schalltechnisches Gutachten für den Kirchenraum
Die Evangelisch-reformierte Kirchengemeinde Hannover hat im Zuge der Baumaßnahme bei der GTA Gesellschaft für Technische Akustik mbH ein schalltechnisches Gutachten beauftragt. Im Zentrum standen die Messungen der Nachhallzeiten und der Ansatz, die raumakustischen Verhältnisse durch die Sanierung möglichst gering zu verändern. Gemäß der Norm DIN 18041 (Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen) war für den Kirchenraum mit dem Raumvolumen von ca. 1.200 m³ ein Sollwert der Nachhallzeit im besetzten Zustand mit Tsoll ≈ 1,00 s für „Sprache“ und mit Tsoll ≈ 1,32 s für „Musik“ anzustreben. Dazu wurde u. a. ein Modell des untersuchten Raums genutzt und anhand der Raummodelle raumakustisch günstige Ausführungen des Deckensegels entwickelt.
Die Messungen erfolgten im Bestand im August 2012 und nach der Einbringung des Deckensegels aus Heiz-Kühl-Elementen im April 2014. Für die Berechnung der äquivalenten Schallabsorptionsflächen und der daraus resultierenden Nachhallzeiten wurde ein mit 150 Personen besetzter Kirchenraum angenommen. Als Ergebnis konnte festgehalten werden, dass sich die äquivalente Schallabsorptionsfläche um rund 12 Prozent vergrößerte. Der Klangcharakter des Raums wurde demnach erhalten.

Zur Querstabilisierung sind Profile eingeschweißt, die gleichzeitig als Aufhängeachsen genutzt werden. Zusätzlich können variable Aufhängehalter geliefert werden, die vor Ort an der Aufkantung zu befestigen sind. Die Sichtflächen sind ohne vorstehende Sicken plan in Paneelstruktur. Einzelplatten lassen sich stufenlos bis 3,3 m Baulänge fertigen, Strahlplattenbänder sind mehrteilig in jeder Baulänge möglich. Diese Flexibilität erlaubte auch in der evangelisch-reformierten Kirche eine exakte Anpassung an die Gegebenheiten. Die Verbindung erfolgte mittels Pressung; Abdeckbleche und Endkästen wurden als Steckverbindung ausgeführt.

In der Kirche waren besondere Betriebs- bzw. Aufheizzeiten zu berücksichtigen, da die Orgel äußerst empfindlich auf Temperaturschwankungen reagiert. Maximal 1°C pro Stunde soll die Erwärmung des Raums betragen, damit sich die Materialien der Orgel entsprechend langsam anpassen können. Dies geschah in Abstimmung mit der Karl Schuke Berliner Orgelbauwerkstatt GmbH. Im Betrieb zeigte sich, dass noch eine Feinjustierung nötig war, um die Aufheizzeit anzupassen.

Die hohen Ansprüche an die Akustik des Kirchenraums konnte das Deckensegel von Best erfüllen. Der Raumklang, sowohl für Sprache als auch Musik, ist auch nach der Baumaßnahme sehr gut. Die angestrebte energetische Verbesserung führt zu einem geringeren Energieverbrauch und entlastet die Kirchengemeinde.

Projektdaten
Bauherr: Kirchengemeinde der Ev.-reformierten Kirche Hannover
Baujahr: 1898
Modernisierung 2013/2014
Architekt: Wildfang Architekten & Ingenieure, www.wildfang-architekten.de
Technischer Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Wolfgang Winnecke
Ausführung Heizungstechnik: Detlef Zeigert Heizungs- und Lüftungsbau
Wärmeverteilung: Heiz-Kühlelemente HKE-CS als Segel
Hersteller: Best GmbH, www.best-kuehlheizen.de

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