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Anlass:
Der natürliche Luftwechsel hat erheblichen Einfluss auf die Klimaverhältnisse im Inneren von Gebäuden. Das betrifft in noch stärkerem Maße das Eigenklima von temporär genutzten und "unbeheizten" Gebäuden. Die Wirkung der Undichtigkeit eines Gebäudes wird häufig unterschätzt und im Regelfall auch nicht messtechnisch überprüft. Zur Quantifizierung der Luftdichtigkeit existieren europäische Messstandards, die in der DIN ISO 9972, der DIN 4108 T7 und der Wärmeschutzverordnung verankert sind. Die Umsetzung dieser Anforderungen bietet auch für Museen und Bibliotheken ein sinnvolles Instrument zur Analyse der Bestandssituation oder ggf. zur Verbesserung der Klimatisierung.

Methode:
Zur Quantifizierung der Luftdichtigkeit wird das Gebäude mit Über- bzw. Unterdruck von 50 Pa belastet. Der sich einstellende Luftwechsel gibt dann das Maß für die Luftdichtigkeit des Gebäudes wieder. In der Regel werden spezielle Ventilatoren mit Volumenstrommessblende verwendet, die für die Messung in Türen eingesetzt werden (Blower Door). Bei größeren Gebäuden kann die vorhandene Lüftungsanlage für die Messung genutzt werden. Aus dem gemessenen Volumenstrom kann auch auf die äquivalente Leckagefläche geschlossen werden. Undichtigkeiten in der Hülle können durch Thermographiekamera oder Theaternebel lokalisiert werden.

Ergebnis und Wertung:
Auf Initiative des ZHD Fulda wurde in der Zeit vom 16.09.00-18.09.00 eine Blower Door Messung im Rokokosaal der Bibliothek durchgeführt. Dazu wurden zwei parallel geschaltete "Blower Door" Geräte in der Durchgangstür zum Coudray-Anbau im 2. Obergeschoss eingesetzt. Ziele der Prüfung mit dem Blower Door Verfahren waren die Ermittlung des Luftwechsels bei Prüfdruck, die Aufdeckung der maßgeblichen Undichtheiten und vor allem Hinweise auf den Einfluss einzelner Bauteile durch eine Messreihe mit partiellen Abklebungen der Bauhülle.
Generell ließ sich in dem großen und undichten Raum kein üblicher Prüfdruck von 50 Pa aufbauen, die Messungen erfolgten bei Druckdifferenzen von 25-40 Pa. Dann wurden die Messwerte mithilfe der Kennlinie auf 50 Pa "hochgerechnet". Vor Beginn der Raummessung wurden alle Fugen zu den angrenzenden Gebäudeteilen (Coudrayanbau, Gentzanbau) gedichtet. Da es sich um massive ehemalige Außenwände handelt, konnte durch das Abkleben der Türen eine weitgehende Trennung des Rokokosaales erreicht werden. Somit wurde während der Versuche der Außenluftwechsel gemessen. Der äußere Luftwechsel für den Rokokosaal liegt bei 50 Pa Prüfdruck ca. 12 h-1. Ein Differenzdruck von 50 Pa entspricht etwa einer Windgeschwindigkeit von ca. 9 m/s. Die mittlere Windgeschwindigkeit in Weimar liegt bei ca. 3,2 m/s . Der natürliche Luftwechsel aufgrund von Wind- und Auftriebskräften ist im jahreszeitlichen Durchschnitt gegenüber dem unter Prüfbedingungen gemessenen n5o-Wert im allg. um den Faktor 10-15 geringer. In der Bibliothek sollte die Abminderung nicht so stark ausfallen, aufgrund der freien Anströmung des Gebäudes, der hervorragenden Möglichkeiten zur Querlüftung mit gegenüberliegenden Fassadenfugen ohne innere Strömungshindernisse.
Eine Abschätzung des natürlichen Luftwechsels nach den rechnerischen oder grafischen Verfahren des Air Infiltration and Ventilation Centre ( AIVC) oder in Deutschland des Fachinstitutes Gebäude-Klima ( FGK) ist für die besondere Geometrie und hohe Durchlässigkeit des Rokokosaales nicht möglich. Nach o. g. genannten Plausibilitätsüberlegungen ist der natürliche Luftwechsel (n in h-1) für den Rokokosaal mit ca. 0,8 je Stunde zu veranschlagen (entspricht einem Volumenstrom von ca. 2. 700 cbm/h). Es handelt sich dabei natürlich um einen Näherungswert der mit einer großen Schwankungsbreite behaftet ist. (Zum Vergleich: Für alte Kirchen wurden Werte von ca. 0,3 bis max. 1 h-1 gemessen.)>BR>Für die starke Durchströmung mit Außenluft ist in erster Linie das Mansardgeschoss des Saales verantwortlich. Hier existieren zum einen sehr undichte Fenster, zum anderen ist anzunehmen, dass die Dachfläche über die Fugen der Schalung durchströmt werden kann. Die Fenster der beiden Vollgeschosse bringen unter Prüfbedingungen (ca. 50 Pa) nur einen stündlichen Luftwechsel von ca. n = 0,1. Allerdings handelt es sich hier um ein dynamisches System, d.h. die Wertigkeit der Fensterfugen würde zunehmen, sofern die großen Undichtheiten im Dachraum geschlossen werden. Insgesamt sind die Undichtheiten im 2.OG deutlich markanter als im 1.OG. Eindeutig nachweisbare Hauptströmungsrichtungen innerhalb des Rokokosaals bei Querlüftung sind derzeit nicht zu erkennen, da starke Überlagerungen durch die Schachtlüftung in die Mansarde bestehen. Die Folgerung von horizontalen Raumströmungen aufgrund unterschiedlich durchlässiger Fenster ist auch deshalb nicht sinnvoll, weil die relativ geringe Standzeit von 40 bis 50 Jahren (?) und der starke Einfluss von Abnutzung und Instandhaltung auf die Fugendurchlässigkeit (Lockerung der Arretierung etc.) keine Langzeitaussagen zulassen.
Eine separate Bauteilbewertung mit partieller Abklebung und geschossweise Messung war im Rahmen der Blower Door Prüfung nur eingeschränkt möglich, da ein Abschotten der Mansarde nicht realisierbar ist. Alle Oberflächen im Rokokosaal sind über Hohlräume hinter den Holzbekleidungen miteinander verbunden. Die Querströmung aufgrund von Windbeanspruchung überwiegt gegenüber thermischen Einflüssen. Es ist zu vermuten, dass die Querlüftung in der Mansarde eine Induktionswirkung auf die zentrale Luftsäule im Saal ausübt und damit eine starke interne Durchlüftung bewirkt. Eine derart intensive Durchlüftung des Saales korrespondiert mit den Ergebnissen der Klimamessung (geringe Temperaturschichtung).
Die geplante Abdichtung des Dachraumes wird mit hoher Wahrscheinlichkeit einen großen Einfluss auf das Lüftungsverhalten des gesamten Saales besitzen. Die Folge wären eine Reduzierung des Gesamtluftwechsels sowie eine Verringerung der Schachtlüftung und Hinterströmung. Derzeit bewirken Schachtlüftung und Hinterströmung eher positive Effekte - keine Feuchte an der Wand, kein Schimmel, Vermeidung von Feuchtenestern, jedoch Staubverteilung. Diese Aussage gilt für die derzeit vorhandene kalte und damit trockene Luft im Raum, bei erhöhten Temperaturen und damit verbundener erhöhter Luftfeuchte besteht durch die Hinterströmung erhöhte Kondensatgefahr auf der kalten Wand hinter den Verkleidungen. Eine nutzer- und technikunabhängige Grundlüftung (minimal n = 0,2 h-1) sollte auch nach der Sanierung in jedem Fall über die Fenster sichergestellt werden.

Folgerung:
Zu den Luftwechselraten in Gebäuden alter Bauart gibt es nur wenige fundierte Untersuchungen. Messungen zum Außenluftwechsel in historischen Bibliotheken sind uns nicht bekannt. Eine Schweizer Untersuchung benennt für "Altbauten vom 17. Jh. bis 1870" einen Wertebereich der Messungen bei 50 Pa Prüfdruck von n50 = 11,5-29 je Stunde (Mittelwert 19 h-1). Eine genauere Klassifizierung der Bausubstanz erfolgt nicht. Der hygienisch minimale Luftwechsel wird bei historischen Bibliotheken und Museumsdepots durch die Quellstärken der eingelagerten Güter bestimmt, wenn die Personenbelastung gering ist. Bei geringer Quellstärke ist ein Luftwechsel von 0,2 h-1 ausreichend. Zwischen der Intensität der Gebäudelüftung und Klimaschäden nach intensiven touristischen Nutzungen gibt es deutliche Zusammenhänge. Die Gefahren für wertvolles Kulturgut durch starken Besucherverkehr sollen nicht beschönigt werden, sind jedoch in vielen Fällen nicht primär der raumklimatischen Situation geschuldet. Graupner verweist auf Gebäude wie Schloss Neuschwanstein oder Chambord, die trotz Massentourismus (jährliche Besucher von einer Million und mehr) keine gravierenden Feuchteschäden aufweisen. Kippes untersucht kritisch die These "... das der massenhafte Strom der Besucher durch seine Wirkung auf das Raumklima notwendigerweise die historische Substanz zerstören müsse" und spricht in diesem Zusammenhang recht drastisch von der "Hypothese der Wohlmeinenden". Zu den Untersuchungen in den Kaiserappartements von Schloss Schönbrunn schreibt er: Es besteht keinerlei direkter Zusammenhang zwischen den Besucherzahlen und dem Raumklima, hingegen ein enormer Luftwechsel sowohl im "ungestörten Zustand" (geschlossene Testräume) als insbesondere während des Besucher- und Reinigungsbetriebes. Leimer weist im Zusammenhang mit Untersuchungen zur Klimastabilität im Herzog-Anton-Ulrich- Museum in Braunschweig ebenfalls auf den "... relativ geringen Einfluss des Besucherverkehrs auf den Innenklimaverlauf hin, wenn sich der Besucherstrom zeitlich und örtlich gleichmäßig verteilt". Lediglich Großveranstaltungen führen zu einer drastischen Verschlechterung der raumklimatischen Situation. Andererseits gibt es genug Beispiele, wo der öffentlichen Nutzung ehemals temporär oder gar nicht genutzter Gebäude erhebliche Klimaschäden an Gebäude oder Ausstattung folgen. Handelt es sich um Bauten öffentlichen Interesses sind alarmierende Schlagzeilen keine Seltenheit. Dabei wird häufig vergessen oder unterlassen darauf hinzuweisen, dass im Zuge der Nutzungserweiterung auch bauliche Eingriffe erfolgten ( neue Heizung, dichte Fenster et.). Wird die natürliche Lüftung eines historischen Gebäudes zu stark reduziert und gleichzeitig das Besucheraufkommen erhöht, sind Feuchtschäden nur eine Frage der Zeit. (han)


Abklebung an einer Tür zwischen Rokokosaal und Coudray Anbau


Zwei parallel geschaltete Blower Door Geräte in einer Tür zum Rokokosaal