Sanierung der Fuldaer Heilig-Geist-Kirche

Staub aufwirbeln unerwünscht!

Wandheizung schützt Kirche

Bei der Sanierung von Kirchen ist die Wahl des geeigneten Heizungssystems für den dauerhaften Erfolg der Baumaßnahme entscheidend. Oft genügen die vorhandenen Systeme hinsichtlich Komfort, Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz nicht mehr den heutigen Anforderungen. Die Alternative ist eine Wandheizung aus Kupferrohren, die besonders in großen und hohen Räumen erhebliche Systemvorteile bietet. Was bei ihrer Planung und Umsetzung zu beachten ist, erläutert der folgende Beitrag am Beispiel der jetzt sanierten Heilig-Geist-Kirche in Fulda.

Die barocke Heilig-Geist-Kirche in Fulda wurde zwischen 1729 und 1733 nach den Plänen des Architekten Andreas Gallasini errichtet. Ursprünglich befand sich an diesem Standort ein gotisches Spitalgebäude mit Kapelle aus dem 13. Jahrhundert. An seiner Stelle wurde ein neues Hospitalgebäude errichtet. Den Mittelpunkt des Gebäudekomplexes, der seit fast 300 Jahren sozialen und karitativen Aufgaben dient, bildet die Heilig-Geist-Kirche. Zwischen 1988 und 1990 wurde das Hospital grundlegend saniert und zu einem Seniorenzentrum umgebaut. Die Kirche dient der katholischen Pfarrgemeinde Heilig Geist für Gottesdienste und Veranstaltungen und wird von den Gemeindemitgliedern stolz als „Perle unter den Kirchen Fuldas“ bezeichnet.
Doch auch eine solche barocke Perle kann ihren Glanz verlieren. Das zeigte sich besonders deutlich im Innenraum der Heilig-Geist-Kirche. Wände und Decke waren stark verschmutzt und von Rissen durchzogen. Außerdem bröckelte an vielen Stellen der Putz. Als Verursacher konnte der Kerzenrauch ausgemacht werden, der zu einer erheblichen Rußbelastung im Gebäude führte. Hinzu kam ein schädlicher bauphysikalischer Effekt: Die Rußpartikel setzten sich im Tauwasser ab, das sich regelmäßig an zahlreichen Kältebrücken bildete. Begünstigt wurde dies durch die alte Fußbodenheizung, d. h. den so entstehenden Auftrieb. Zudem hatte die bei der letzten Renovierung aufgebrachte Dispersionsfarbe den Schmutz quasi „magisch“ angezogen. In Kombination mit dem Tauwasser war daraus im Laufe der Jahre eine massive Schädigung des Innenputzes entstanden. Damit war klar, dass mit einem bloßen Anstrich keine dauerhafte Lösung des Problems erzielt werden konnte. Vielmehr waren aufwendige Arbeiten erforderlich, die in zwei Bauabschnitten durchgeführt werden sollten. Im ersten Bauabschnitt werden Arbeiten am Dach der Kirche und die Grundsanierung des Innenraums ausgeführt sowie die Heizung komplett erneuert. Im zweiten Bauabschnitt sollen anschließend die Altäre überarbeitet werden. Allein für den ersten Bauabschnitt wurden Kosten in Höhe von 600 000 € veranschlagt. Um die Arbeiten möglichst zügig durchführen zu können, wurde die Kirche im April 2008 für die Dauer der Renovierungsarbeiten geschlossen. 

 
Heizungsanlage

Nachdem das ganze Ausmaß des Sanierungsbedarfs deutlich geworden war, strebte das für die Heilig-Geist-Kirche zuständige Generalvikariat in Fulda eine umfassende, grundlegende Lösung des Problems an. Daher sollte auch die aus den sechziger Jahren stammende Heizungsanlage ersetzt werden, um zugleich das Ruß- und Staubproblem zu beseitigen. Zur Auswahl standen eine Luftheizung und ein Wandheizungssystem. Letztendlich konnte das Wandheizungssystem überzeugen, da es neben energetischen Vorteilen auch den besten Schutz der Bausubstanz bietet. Deshalb entschied man sich dafür, die Wärmeverteilung innerhalb des Gotteshauses auf das „Hypoplan“-Wandheizungssystem der Osnabrücker KME Germany AG & Co. KG (www.kme-tube-systems.com) umzustellen. Hierbei erfolgt die Wärmeabgabe über mineralische Heizflächen an der Wand, in die Kupferrohrregister eingebettet sind. Die Wärmeerzeugung übernimmt eine Gas-Brennwerttherme mit einer Leistung von 60 kW.
Die Wandheizung zeichnet sich durch einen hohen Anteil von angenehmer Strahlungswärme aus. Dadurch werden die ansonsten durch Luftheizungssysteme entstehenden und als unangenehm empfundenen Luft- und Staubverwirbelungen fast vollständig vermieden. Daneben resultieren aus der „Hypoplan“-Wandheizung auch energetische Vorteile. Denn die Raumluft kann – bei gleichem subjektiven Wärmeempfinden – 1 bis 2 Grad niedriger temperiert werden als bei konventioneller Beheizung mittels Luftheizung oder Radiatoren. Pro abgesenktem Grad Raumtemperatur wird durch den entsprechend niedrigeren Wärmebedarf etwa 5 % weniger Heizenergie benötigt. Auch die Raumluftqualität wird gerade bei kalten Außentemperaturen als angenehmer empfunden, da die relative Feuchtigkeit höher ist. Zudem erhöht sich die Behaglichkeit in der Aufenthaltszone der Besucher durch die weitgehende Vermeidung kalter Fallluftströmungen. Zugluft­erscheinungen gehören somit in Kirchen mit Wandheizung der Vergangenheit an. Ein weiteres Kriterium bei der Auswahl war, dass die Kirche ohne störende Luftauslässe oder große Heizkörper beheizt werden kann. Das ist gerade bei historischen Gebäuden von großer Bedeutung, da die Raumgestaltung im Ursprungszustand belassen werden kann und nicht vom Heizsystem beeinträchtigt wird.

 
146 m² Wand als Heizfläche

Die Planung der Wandheizung erfolgte durch die Eckert-Planungsgesellschaft für Heiztechnik aus Ostheim-Urspringen. Für die Heizungsanlage berechneten die Planer eine Heizlast von 42,5 kW. Um die Wärme gleichmäßig im Raum zu verteilen, wurden auf einer Wandfläche von 146 m² insgesamt 75 „Hypoplan“-Heizregister unterschiedlicher Größe vorgesehen. Sie sind auf zwei Verteiler mit insgesamt 28 Heizkreisen aufgeteilt. Bei einer Vorlauftemperatur von 50 °C wird eine mittlere Rücklauftemperatur von 42,1 °C erreicht. Da die „Hypoplan“-Wandheizung auch mit niedrigeren Vor­lauftemperaturen betrieben werden kann, ist sie nahezu universell und in Kombination mit den verschiedensten Wärmeerzeugern einsetzbar. Die Spannweite reicht dabei von üblichen Niedertemperatur- und Brennwertkesseln bis hin zur Nutzung regenerativer Energien wie z. B. Solartechnik und Wärmepumpen.
Bei der Heizungsanlage in der Heilig-Geist-Kirche beträgt der maximale Druckverlust 26 846 Pa. Die Heizflächen wurden so ausgewählt, dass auch eine Nutzung im Kühlbetrieb möglich ist. Zusätzlich sahen die Planungen eine Befüllung der Anlage mit Frostschutzmittel vor, was bei der Druckverlustberechnung berücksichtigt wurde.

 
Planungshilfe erleichtert

die Planung

Das „Hypoplan“-System macht Auslegung, Planung und Ausführung einer Wandheizung einfach. Mit nur sechs Regis­tertypen kann jede beliebige Einbausituation abgedeckt werden. Denn die vorgefertigten Wandheizmodule aus maschinell gebogenen 10 mm-Qualitätskupferrohren sind in vielfältiger Weise kombinierbar. Zudem steht eine umfassende Planungshilfe zur Verfügung, die auf Basis der Wärmebedarfsberechnung eine schnelle, exakte und sichere Planung ermöglicht. Übersichtliche Tabellen liefern hier für jeden Registertyp exakte technische Daten z. B. zur Leistung bei verschiedenen Heizmitteltemperaturen.

 
Anschluss der Heizregister

Die Installation der Heizung wurde von der Firma Leo Jahn Heizungs- und Sanitärtechnik (Hünfeld-Michelsrombach) ausgeführt. Dabei erleichterte den Monteuren der hohe Vorfertigungsgrad der „Hypoplan“-Module die Arbeit. Denn sie werden anschlussfertig einschließlich des benötigten Befestigungsmaterials angeliefert. Durch die Befestigungslaschen an den stabilen Registern sind je nach Größe des Heizregisters lediglich vier bzw. sechs Befestigungen notwendig.
Nach der Montage wurden die einzelnen Heizregister nach dem Tichelmann-System angeschlossen. Dabei ist bei gleich gro­ßen Heizregistern die Leitungsführung so angeordnet, dass die Länge der Vor- und Rücklaufleitung zu jedem Register gleich ist. So entsteht ein ausgeglichenes System mit gleichen Druckverlusten und Heizleis­tungen. Auch eine Entlüftung mittels Durchspülen erfolgt bei der Tichelmann-Schaltung schnell und einfach. Deshalb sind keine Zwangsentlüftungen an den höchsten Punkten der Anlage erforderlich.

Geringe Längenausdehnung

Bereits in der Planungsphase wurde die Längenausdehnung der Kupferrohre berücksichtigt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kupferrohr beträgt 0,017 mm(mK) und liegt damit im Bereich der verwendeten Putze. Zum Vergleich: Bei Kunststoffrohren aus Polyethylen (PE) beträgt der Wärmeausdehnungskoeffizient 0,18 mm(mK) – das ist im Vergleich zu Kupfer das mehr als Zehnfache. Zudem wurde die Leitungsführung so angelegt, dass Ausdehnungsprobleme praktisch ausgeschlossen sind. Die Anschlussleitungen der Register konnten bodennah unter Putz in den Wandheizungsaufbau integriert werden. Durch die Strahlungswärme des Wandheizungssystems wird vom Fundament aufsteigende Feuchtigkeit von den Wänden ferngehalten. Vor Beginn der Putzarbeiten wurde die Wandheizung inklusive der Zuleitungen auf Dichtheit überprüft und abgedrückt. Nach der Aushärtungsphase des Putzes tauschten die Installateure das für die Druckprobe verwendete Wasser gegen eine Füllung mit Frostschutz aus. Anschließend folgte das Entlüften der einzelnen Heizkreise durch erneutes Spülen. Der Heizbetrieb startete mit einer Vorlauftemperatur von ca. 30 °C. Da jeder Heizkreis mit einem Durchflussmesser ausgestattet ist, war der Druckabgleich in den einzelnen Heizgruppen leicht möglich.

 
Fazit

Nach anderthalbjähriger Sanierungszeit öffnete die Heilig-Geist-Kirche im Juli 2009 wieder ihre Pforten für die Gläubigen. Damit ist der erste Bauabschnitt des umfassenden Sanierungsprojekts abgeschlossen. Er war zwar deutlich aufwändiger als zunächst beabsichtigt, dafür hat man gleich zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen und eine dauerhafte Lösung realisiert, die der Kirche zugleich neue Nutzungsmöglichkeiten eröffnet. Aufgrund der Wandheizung ist der Innenraum der Kirche nun optimal vor Rußablagerungen und Tauwasser geschützt, so dass sich die Besucher der Gottesdienste und Kulturveranstaltungen viele Jahre lang an seinem Anblick erfreuen können.

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