Custos Aeris: Aktuelle Messdaten der letzten 15 Monate aus einer Kathedrale

Überwachung des Taupunktes bei der Schutzverglasung einer Kathedrale und Auswertung der Messdaten der letzten 15 Monate

Custos Aeris wird als Taupunktwächter im Luftspalt von Schutzverglasungen bereits in vielen Kathedralen und Kirchen eingesetzt. In diesem Artikel wird nun über die Ergebnisse in einer der Kathedralen über die letzten 15 Monate berichtet.

Der Sofortblick

In den folgenden Diagrammen ist der Zeitbereich von September 2018 bis Mitte November 2019 abgebildet.
Sobald man sich in der Cloud angemeldet hat und das richtige Fenster ausgesucht hat bekommt man einen Überblick über den aktuellen Prozentsatz von Kondensat pro Monat für die Innen- und Luftspaltseite des Kunstglases und die Schutzglasseite.

Beginnen wir mit der Bleiglasoberfläche des Fensters zum Kircheninneren hin:

Kondensatbildung auf der Kircheninneren Seite der Bleiverglasung

Die grünen Balken besagen, dass diese Seite über alle Monate hinweg zu 100% trocken waren.

Die Kondensatbildung des Kunstglases im Luftspalt sieht wie folgt aus:

Kondensatbildung der Bleiverglasung im Luftspalt

Auch die Bleiglasoberfläche innerhalb des Luftspaltes blieb Kondenswasser-frei. 

Ganz anders sieht es aber auf der Schutzverglasung aus: 

Kondensatbildung auf der Schutzverglasung

Die roten Balken zeigen das Vorliegen von Kondensat an. Dabei ist auffällig, dass fast in jedem Monat zeitweise der Taupunkt unterschritten war, wobei dies in den Sommermonaten nur in einem kleinen Zeitraum stattfand. Über die letzten 15 Monate wurden die Taupunkte zu etwa 30% des Monats im November und Dezember des letzten Jahres und im Oktober diesen Jahres unterschritten. Da der November noch nicht zu Ende ist, wird dies sehr wahrscheinlich auch in diesem November wieder so sein.  Die grünen Balken zeigen, zu wie viel % des Monates die Schutzverglasung trocken war.

Da auf der Bleiverglasung weder Kirchen-seitig noch Luftspalt-seitig Kondensat ausfällt, ist diese Schutzverglasung mit seinen konstruktiven Merkmalen funktional. 

Nähere Analysen

Die Messdaten erlauben die Überprüfung von Lufttemperatur im Inneren der Kathedrale (blau) und ein Vergleich mit den Lufttemperaturen im Luftspalt (Orange):

Entwicklung der Lufttemperaturen innerhalb der Kathedrale und im Luftspalt

Die Lufttemperaturen in der Kathedrale liegen oft höher als die im Luftspalt. Da der Luftspalt von innen belüftet wird und daher die wärmere Luft der Kirche einströmt, können die niedrigeren Temperaturen nur durch kältere Einflüsse von Außen erklärt werden. Zusätzlich bleibt festzuhalten, dass die Schwankungen der Temperatur im Luftspalt signifikant höher sind, als die Schwankungen im Kircheninnenraum.
Schauen wir nun die Glastemperaturen im Luftspalt an. In folgendem Diagramm sehen wir die Temperaturen des Kunstglases in Orange und die des Schutzglases in grün. Die blaue Kurve zeigt die Temperatur des Kunstglases auf der Kircheninneren Seite und ist daher für diese Betrachtung nicht interessant:

Temperatur der Glasoberflächen im Luftspalt

Speziell in den Wintermonaten ist die Temperatur des Schutzglases immer tiefer als die des Kunstglases. Dies wirkt wie eine Kühlung für die Lufttemperatur im Luftspalt. Dies findet auch im Sommer statt, aber nicht immer. Das folgende Diagramm zeigt einen Zeitabschnitt vom 07. Juli bis 11. August. Die Tag-Nacht-Varianz ist gut zu sehen.

Temperatur der Glasoberflächen in den Monaten Juli und August

Das Fenster liegt auf der Nordseite und insofern ist nicht mit direkter Sonneneinstrahlung zu rechnen. Man sieht, dass mal die Glastemperatur auf der Schutzverglasung höher ist und mal die des Kunstglases. Da es sich nur im ca. 1-2 Grad Differenz handelt, wird davon ausgegangen, dass diese Einflüsse u. U. durch Wolkenbildung oder klimatische Veränderungen im Inneren der Kirche beeinflusst werden. Interessant ist auch die deutlich größere Schwankungsbreite der Luftspalttemperatur. Während die Luft in der Kirche ein großes Volumen hat, ist das Volumen der Luft im Luftspalt deutlich kleiner und lässt sich somit auch einfacher von außen beeinflussen.

Tägliche Überwachung

Die Taupunktunterschreitung lässt sich täglich überwachen. Die Taupunkte selbst werden mathematisch berechnet. Interessant ist nur die Abweichung der aktuellen Glastemperatur von der berechneten Taupunkttemperatur. Wird diese negativ, so liegt ein Risiko zur Kondensation vor. Das folgende Bild zeigt für die letzten 15 Monate, dass auf der Schutzverglasung laufend der Taupunkt unterschritten wird. Allerdings summiert sich dies nur in den Wintermonaten zu signifikanten Zeiträumen auf, wie es oben in der %-Verteilung dargestellt wurde.

Schimmelbildung

Für die Schimmelbildung ist neben der Temperatur die relative Luftfeuchte von großer Bedeutung.
Ab einer relativen Luftfeuchte von 70% und zwischen Temperaturen von 10 - 40 Grad Celsius kann Schimmel entstehen. Die folgenden beiden Diagramme zeigen die Lufttemperaturen und -relativen Feuchten über die letzten 15 Monate:

Lufttemperatur zur Bewertung des Risikos für Schimmelentstehung

Relative Luftfeuchte zur Bewertung des Risikos für Schimmelentstehung

Die relativen Feuchten der Kirchenluft liegen oft rund um die 70% und in den Monaten Juni, Juli und August sind die Lufttemperaturen recht hoch (siehe oben). Speziell im August erreiche sowohl die Lufttemperatur wie auch die relative Feuchte Spitzenwerte von 25 Grad C und 80%  relative Luftfeuchte. Diese thermodynamischen Bedingungen sind ideal für Schimmelwachstum. Somit ist in dieser Zeit ein Risiko der Schimmelentstehung nicht auszuschließen. Allerdings entsteht der Schimmel immer lokal, so dass globale Aussagen zu Temperaturen und relativen Luftfeuchten keinen zweifelsfreien Schluss auf Schimmelentstehung zulassen. Trotzdem sollte man mal nachsehen.



Direktkontakt:  michael.robrecht@ixtronics.com oder hans.daams@hajuveda.solutions

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