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Herz-Jesu-Kirche München
Sonnenstandsdiagramm 21/12/2013 Breitengrad [N]: 48.15o Längengrad [E]: 11.52o
Sonnenstandsdiagramm 21/06/2013 Breitengrad [N]: 48.15o Längengrad [E]: 11.52o
Kern des Kirchenneubaus sind zwei diaphane ineinandergestellte Hüllen mit gegenläufigen Materialeigenschaften. Die äußere gläserne Hüllform transportiert Licht in kontinuierlich veränderter Intensität, Farbe und Brechung in den Raum. Die innere Hülle wurde aus Ahornholzlamellen gebaut, deren Abstand sich zum Altarbereich hin kontinuierlich vergrößert.
SOMMER
WINTER Hartschaumdämmung
Hartschaumdämmung
Holzrahmenkonstruktion mit Lamellenfüllung
Holzrahmenkonstruktion mit Lamellenfüllung
Grundriss Erdgeschoss Detail, 02/2001
g-Wert: ca. 20% – 32% durch Sonnenschutzschicht und Bedruckung Verlauf
Äußere gläserne Hülle
Innere Hülle aus Ahornlamellen
g-Wert: ca. 20% – 32% durch Sonnenschutzschicht und Bedruckung Verlauf
Transmissionswärmeverluste
16 mm VSG/10 mm ESG aus eisenoxidarmem Glas mit neutralem Sonnenschutz- Isolierglas (zwei Scheiben)
Kaltluftabfall Natürliche Lüftung (gegebenenfalls)
Natürliche Lüftung Betonschachtel (Empore)
Fachgebiet Technologie und Design von Hüllkonstruktionen | Prof. Dr.-Ing. Tina Wolf Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik | Prof. Thomas Auer Modul Gebäudehülle und Bauklimatik | WS 2013/14
Gruppe Nr. 13 Projekt: Herz-Jesu-Kirche, München Architekt: Allmann, Sattler, Wappner
Blatt Nr. 1 von 4 Gebäudehülle im Zusammenhang
Bearbeiter 1: Mavroeidi, Panagiota, 03654745 Bearbeiter 2: Voukia, Dimitra, 03653552 Bearbeiter 3: Voukia, Maria, 03654301
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Fassadenschnitt | Maßstab 1:5
Horizontalschnitt | Maßstab 1:5
19
10 8
Holzlamellenwand Ansicht/Schnitte | Maßstab 1:5
9
6 7
20 5 4 3
18
15
2
1
14
16
9 11 14
6 13
12
11
17
8 4 7 5
11 2 1 13
3
12 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 15
Doppelstütze 2x Stahlprofil - 170/420/60 mm Horizontales Glasschwert - 10/15/10 mm Vertikales Glasschwert - 3x12 mm Verklebung DC 993, Dow Corning Profil C - 54/30/3 mm, walzblank, gebeizt Fassadenprofil - 70/50/4.5 mm Langloch in mittlerer Lasche, Bolzen - d=10 mm Pressleiste Aluminium, flächenbündig Glasaufbau Fassadenverglasung Außenscheibe: 16 mm VSG aus 2x8 mm ESG mit 1.52 mm PVB-Folie als Zwischenlage, außenseitiger Ätzton-Siebdruck gemäß Fassadenverlauf, Scheibenzwischenraum 16 mm, Thiokol Randverbund, Scheibenzwischenraum mit Argonfüllung Innenscheibe: 10 mm ESG aus eisenoxidarmem Glas mit erhabenem Siebdruck mit Kristallgranulat gemäß Fassadenverlauf Verklotzung der Scheibe Holzrahmen Ahorn massiv - 100/240 mm Stahlklötze eingeschweißt - 150/160/40 mm Stabdübel 12 mm mit Furnierstreifen abgedeckt 14 Holzlamellen - 430/40 mm Biegesteife Stahlknoten (Stahlkreuz)
16 17 18 19
20 21 22 23
15
Apostelleuchter Randträger Stahlrohr - 420/500/20 mm geschweißt mit integrierten Leuchten Stahlprofil - 80/80/4 mm Dachverglasung Stufenisolierglas Konstruktion: Stahl-Pfosten-Riegel-Fassade im Raster von im Raster von 3,36 x 1,05 m mit umlaufend 1° bis 3° Neigung nach innen zum Kirchenflachdach hin. Fassadentragkonstruktion als umlaufender Schweißrost mit Stahlprofilen 60 x 100 mm und linienförmiger Soghalterung außen Stahlprofil - 80/120/4 mm Stahlrohr - 145/10 mm Stahlrohr - 115/10 mm Fußbodenaufbau: Natursteinplatten Kalksandstein 40 mm Mörtelbett 30 mm Heizestrich armiert mit Stahlfasern 85 mm Trennlage PE-Folie Wärmedämmung Polystyrol-Hartschaum 120 mm Bitumenschweißbahn Stahlbetonbodenplatte 300 mm
Fachgebiet Technologie und Design von Hüllkonstruktionen | Prof. Dr.-Ing. Tina Wolf Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik | Prof. Thomas Auer Modul Gebäudehülle und Bauklimatik | WS 2013/14
Gruppe Nr. 13 Projekt: Herz-Jesu-Kirche, München Architekt: Allmann, Sattler, Wappner
Blatt Nr. 2 von 4 Gebäudehülle im Detail
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Bearbeiter 1: Mavroeidi, Panagiota, 03654745 Bearbeiter 2: Voukia, Dimitra, 03653552 Bearbeiter 3: Voukia, Maria, 03654301
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Raumkonditionierungskonzept
Kühldecke
Kühlung
Sonneneinstrahlungschutz/Wärmeschutz
Für Raumtemperaturen, die niedriger als die Außenlufttemperatur sind, kann durch die Öffnung der Lüftungsklappen, die Entwärmung des Kirchenraumes über eine natürliche Lüftung geschafft werden. Bei höheren Temperaturen, schließen die Lüftungsklappen und gehen die Kühldecke und die Bodenkühlung in Betrieb.
Die Fassadenverglasung verfügt über eine Wärmeschutzbeschichtigung im Scheibenzwischenraum sowie einen Sonnenschutzschicht in der Innenscheibe. Einen kleinen Beitrag hat auch das Zunehmen der Sonnenlichtundurchlässigkeit, durch die graduell opakere Verglasung.
Lüftung
Heizung
Zur Lüftung des Kirchenraumes stehen zur Verfügung: -Klappflügel im Bodenbereich für die Zuluft -Klappflügel im Deckenbereich für die Abluft
Die Heizung der Kirchenräume während der Winterperiode wird über: -die Unterflukonvektoren entlang der Fassade -die Fußbodenheizung gewährleistet.
Fußbodenheizung Fußbodenkühlung Wärmetauscher Förderbrunnen Schluckbrunnen
Grundwasserpumpe Grundwasserströmung
Wärmepumpe
Wärmetauscher Förderbrunnen Schluckbrunnen
Grundwasserpumpe Grundwasserströmung
Klappflügel Abluft
Klappflügel Abluft
Κühldecke
Fußbodenkühlung
Natürliche Lüftung
Fußbodenheizung Natürliche Lüftung (gegebenenfalls)
Unterflurkonvektoren entlang der Fassade
Klappflügel Zuluft
Sommer
Fachgebiet Technologie und Design von Hüllkonstruktionen | Prof. Dr.-Ing. Tina Wolf Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik | Prof. Thomas Auer Modul Gebäudehülle und Bauklimatik | WS 2013/14
Gruppe Nr. 13 Projekt: Herz-Jesu-Kirche, München Architekt: Allmann, Sattler, Wappner
Winter
Blatt Nr. 3 von 4 Bauklimatik im Zusammenhang
Bearbeiter 1: Mavroeidi, Panagiota, 03654745 Bearbeiter 2: Voukia, Dimitra, 03653552 Bearbeiter 3: Voukia, Maria, 03654301
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Bewertung der raumklimatischen Situation
Allgemeine Informationen Öffnungszeiten
täglich 08:00-18:00 (Dienstag 08:00-12:00 Kirchenreinigung)
Jährliche Öffnungszeiten
3404 Stunden davon 2204 Basisbetrieb 1200 Vollbetrieb
Bruttogrundfläche Bruttorauminhalt Erdgeschossfläche
Basisbetrieb ca. 5-10 Personen
1450 m2 16750 m3 1000 m2
Kirchentemperaturen (Sollwerte) Sommer 19 oC Basisbetrieb bis 22 oC erlaubt
Bei der Hauptfassade gibt es keine Fenster, die individuell geöffnet werden können, um einen effizienteren Luftwechsel zu erreichen.
Winter 12 oC 10 oC (Nachtabsenkung) Gottesdienst ca. 60-80 Personen
Gläserne Hülle
1.10 W/m2 K 0.77 W/m2 K 0.14 W/m2 K 0.94 W/m2 K 0.31 W/m2 K Konzert ca. 40-60 Personen
Energiebilanz - DIN V 18599, EnerCalC 250250 250
Primärenergiebilanz - Basisbetrieb
200200 200
40 50 30 40
50 50 50
10 20 0 10 0
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Kühlen
Heizen
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun
60 70
Jul Aug Sep Okt Nov Dez Beleuchten
Heizen
Primärenergiebilanz Primärenergiebilanz- -Vollbetrieb Vollbetrieb
450450 450 400400 400 350350 350 300300 300 250250 250 200200 200 150150 150 100100 100 50 50 50 0 0 0
kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)
kWh/(m²M) kWh/(m²M)
30 40 20 30 10 20 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Kühlen
Heizen
Beleuchten
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Kühlen
Heizen
1.4 1.4 1.4
Gewinne Gewinne Gewinne
38.038.0 38.0
Verluste Verluste Verluste
Transmissionsverluste Transmissionsverluste Transmissionsverluste Lüftungsverluste Lüftungsverluste Lüftungsverluste Heizwärmebedarf Heizwärmebedarf Heizwärmebedarf interne Gewinne interne Gewinne interne Gewinne solare Gewinne (tr+op) solare Gewinne (tr+op) solare Gewinne (tr+op)
Beleuchten
380.9
400 319.4
kWh/m2a
300 250 200
201.7 161.1
150 100 34.6
50 0
Heizen
60.2
Kühlen Basisbetrieb
22 o C
Einbindung eines Erdkanals - Unterstützung der natürlichen Lüftung - Vortemperierung der Außenluft innerhalb des Kanals - Verbesserung der Behaglichkeit, besonders im Zwischenraum der zwei Hüllen - Die Luft wird über die Bodenschächte, über die auch die Außenluft in die Kirche kommt, zugeführt
Heizwärmebilanz - Vollbetrieb Heizwärmebilanz - Vollbetrieb Heizwärmebilanz -- Vollbetrieb Heizwärmebilanz Vollbetrieb
Erdkanal um die Kirche herum Ansaugturm
Außenluſttemperatur niedriger als Raumtemperatur
288.4 288.4 288.4
Regelung der technischen Anlagen durch Steuerungsgeräte Kühldecke 354.8 354.8 354.8
4.3 4.3 4.3 131.0 131.0 131.0
Gewinne Gewinne Gewinne
Lüſtungsklappen öffnen
67.167.1 67.1
Verluste Verluste Verluste
entsteht
Transmissionsverluste Transmissionsverluste Transmissionsverluste Lüftungsverluste Lüftungsverluste Lüftungsverluste Heizwärmebedarf Heizwärmebedarf Heizwärmebedarf interne Gewinne interne Gewinne interne Gewinne solare Gewinne (tr+op) solare Gewinne (tr+op) solare Gewinne (tr+op)
6.0
1.3
Beleuchten
Außenluſttemperatur niedriger als Raumtemperatur Außenluſttemperatur höher als Raumtemperatur
SOMMER
- Heizenergiebedarf ca.80% höher als Kühlbedarf - Erhebliche Transmissionswärmeverluste, wegen der gläsernen Hülle - Der erhebliche Unterschied in Primärenergiebedarf zwischen Basisbetrieb und Vollbetrieb entsteht dadurch, dass die Raumtemperaturen (Sollwerte) in Vollbetrieb höher im Winter bzw. niedriger im Sommer sein dürfen
Gesamt
Lüſtungsklappen Kühlbedarf öffnen
SOMMER
Aufteilung des Primärenergiebedarfs Aufteilung des Primärenergiebedarfs 350
17,5 o C
Beleuchten
40 50
0
190.9 190.9 190.9
65.265.2 65.2
14 o C
Optimierungsvorschläge
Jul Aug Sep Okt Nov Dez
50 60
0 10
0 0 0
Primärenergiebilanz - Vollbetrieb Kühlen
70
164.1 164.1 164.1
100100 100
20 30
Datum : 12/12/2013 Uhrzeit : 15:00-16:00
Offene Tore - Sommer
Heizwärmebilanz - Basisbetrieb Heizwärmebilanz Basisbetrieb Heizwärmebilanz Basisbetrieb Heizwärmebilanz - Basisbetrieb
150150 150
kWh/(m²a) kWh/(m²a) kWh/(m²a)
kWh/(m²M) kWh/(m²M)
50 60
Temperaturmessungen Offene Tore - Winter
Primärenergiebilanz Primärenergiebilanz-- Basisbetrieb Basisbetrieb 60 70
Durch das Öffnen der Eingangstore, in der Sommerperiode/ Winterperiode wird die Temperatur im Kirchenraum schnell verändert, was zu einer heftigen Verschlechterung der thermischen Behaglichkeit führen kann.
0.20 - 0.32
g-Wert Fassade U-Wert -Fassade -Tor -Dach -Dach, Verglasungsanteil -Boden
70
Das vorrangige Problem der Kirche ist die raumklimatische Situation in den Kirchenräumen, besonders während der Sommerperiode. Die thermische Behaglichkeit besonders im Zwischenraum der zwei Hüllen wird als unbefriedigend betrachtet.
Αußenluſttemperatur > 26 °C
Frischluſtzufuhr über Erdkanal
Kühldecke Fußbodenkühlung
Lüſtungsklappen schließen Außenluſttemperatur höher als Raumtemperatur
entsteht Kühlbedarf
Αußenluſttemperatur > 26 °C
ggfs. Lüſtungsklappen in den Nachtstunden öffnen
ggfs. Lüſtungsklappen in den Nachtstunden öffnen
Fußbodenkühlung Lüſtungsklappen schließen
Konvektoren
WINTER
Fußbodenheizung größere Heizwärmeanforderung
entsteht Heizbedarf
Vollbetrieb
WINTER
Gruppe Nr. 13 Projekt: Herz-Jesu-Kirche, München Architekt: Allmann, Sattler, Wappner
entsteht Heizbedarf
Lüſtungsklappen öffnen
ggfs. natürliche Lüſtung
Lüſtungsklappen sinkt der Fußbodenheizung öffnen Heizwärmebedarf
Konvektoren
Fachgebiet Technologie und Design von Hüllkonstruktionen | Prof. Dr.-Ing. Tina Wolf Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik | Prof. Thomas Auer Modul Gebäudehülle und Bauklimatik | WS 2013/14
Frischluſtzufuhr über Erdkanal
größere Heizwärmeanforderung
ggfs. natürliche Lüſtung
Blatt Nr. 4 von 4 sinkt der Bauklimatik und Anlagentechnik im Detail Heizwärmebedarf
Bearbeiter 1: Mavroeidi, Panagiota, 03654745 Bearbeiter 2: Voukia, Dimitra, 03653552 Bearbeiter 3: Voukia, Maria, 03654301