Neue Nationalgalerie | Berlin
Die 1965-68 erbaute Neue Nationalgalerie Berlin zählt zu den Wahrzeichen der modernen Architektur und wurde in die Denkmalliste des Landes Berlin aufgenommen. Für die jüngst von 2015 – 2021 erfolgte Sanierung der Neuen Nationalgalerie (NNG) durfte SLT durch die Neulieferung bzw. modifizierte Überarbeitung vorhandener und unter Denkmalschutz stehender lufttechnischer Komponenten beitragen. Primär jedoch konnten wir durch unser Know How und mit Hilfe unseres firmeneigenen Labors eine museumsgerechte Fassadenbeschleierung entwickeln, die den klimatischen Anforderungen des unter Denkmalschutz stehende Bauwerks vom Architekten Ludwig Mies van der Rohe gerecht wird. Es galt mit einem effektiven Segmentstrahldüsen-System den Kaltluftabfall an der für die NNG typischen, 8 m hohen Glasfassade entgegenzuwirken sowie eine mögliche Kondensatbildung an kalten Wintertagen auf der Einscheibenverglasung zu reduzieren. Auf diese Weise wird ausgestellte Kunst vor Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen geschützt, die ansonsten zu schweren Schädigungen an Ausstellungsobjekten führen kann.
Im Auftrag der Firma Domann Beratende Ingenieure GmbH haben wir ein Segmentstrahldüsen-System für die Glasfassade der unter Denkmalschutz stehenden Neuen Nationalgalerie Berlin entwickelt. Um bei extremen Außentemperaturen einen Kaltluftabfall an der vor Ort installierten Einscheibenverglasung zu verhindern, soll eine Beschleierung der 8 m hohen Glasfassade mit warmer Zuluft erfolgen. Eine zentrale Frage bei der Beschleierung war, ob der in 2,7 m Höhe installierte Querriegel mit der aufsteigenden Zuluft umströmt wird und es zu keinem Abreißen des Luftstroms von der Fassade kommt.
LABORUNTERSUCHUNGEN
Das eingesetzte Segmentstrahldüsen-System wurde im Laborversuch unter Nutzung der originalen Fassaden-Gitterstrukturen (Abb. 1a) untersucht, um die erzeugte Beschleierung der Glasfassade zu evaluieren bzw. die Funktionsfähigkeit und Wirksamkeit der Abschirmung zu bestätigen. Hierzu wurde für den Laborversuch eine begehbare Tiefkühlzelle erstellt und im hauseigenen SLT Labor aufgebaut. Die Tiefkühlzelle mit den Abmessungen 2100 x 8000 x 1500 mm besteht aus einem Gehäuse mit einer Dämmung aus 100 mm Polyurethan Hartschaum in Segmentbauweise.
Abb. 1 zeigt die Versuchskomponenten im lufttechnischen Labor für Untersuchungen zur Klimatisierung der NNG Fassade. a) Das Segmentstrahldüsen-System mit originalen Fassaden-Gitterstrukturen und b) die Kühlzelle mit Einscheibenverglasung im Aufbaustadium, der Querriegel liegt auf ein Höhe von 2,7 m.
Die Front dieser Zelle besteht analog zum Originalraum der NNG aus einer Einscheiben-Verglasung und wird durch die Kühlzelle entsprechend konditioniert. Im Bodenbereich – außerhalb der Kühlzelle - wurde, wie auch im Original, das IBD - System installiert und mit der vorgesehenen Luftmenge beaufschlagt, um den Nachweis zu erbringen, dass der Kaltluftabfall verhindert wird. Die Raumtemperatur (Labor) kann bis auf 28°C angehoben werden, so dass ausreichende Variationsmöglichkeiten bei der Einstellung der vorgangsbeeinflussenden Parameter - Außen und Innen- möglich sind, die dann auch messtechnisch erfasst und dokumentiert wurden. Um die reale Situation vor Ort wiedergeben zu können, wurde ein Querriegel / Kämpfer in einer Höhe von 2.7 m installiert. Zur Lösung der Aufgabe wurden die erforderlichen Luftgeschwindigkeiten und Temperaturen mit entsprechender Technik gemessen. Ergänzend dazu wurden die Versuche mittels Videodokumentation aufgezeichnet und die erzielten Ergebnisse mit den Ergebnissen einer CFD- Simulation verglichen.
Abb. 2: Ein Teil des eingesetzten Messequipment wird zur Aufnahme der Lufttemperaturen und Luftgeschwindigkeiten vor der Fassade verwendete und bis auf eine Höhe von 8 m platziert.
Ergebnisse der Untersuchungen
Das eingesetzte IBD-Segmentstrahldüsen-System erzeugt eine effektive Beschleierung der Glasfassade. Anhand der durchgeführten Versuche und der Simulation konnte gezeigt werden, dass die Fassade bis auf eine Höhe von 8 m mit der eingebrachten Zuluft beaufschlagt wird. Auch der installierte Querriegel wird erfolgreich umströmt, sodass ebenfalls ein Aufheizen der oberen Fassadenhälfte erfolgt. Durch das Anströmen sowie Aufheizen der Fassade wird einem Kaltluftabfall entgegengewirkt und unterbindet bzw. reduziert die Kondensatbildung auf der Glasoberfläche.
Abb. 3: Nebelversuch: Die eingebrachte Zuluft wird mit einem vaporisierten Nebelfluid versetzt um die Strömungscharakteristik zu visualisieren. a) Die Luft tritt aus dem Fassadengitter aus und legt sich an die Glasfassade, b) die Zuluft umströmt den Querriegel und reißt nicht von der Fassade ab, c) die Zuft strömt entlang der 8 m hohen Fassade über die Kühlzelle hinaus.
Fazit
Unter Verwendung vorhandener, denkmalgeschützter Komponenten wurde eine Fassadenbeschleierung für konditionierte Zuluft entwickelt, die dem aktuellen Stand der Technik entspricht und im Zuge der Maßnahmen in die vorhandene Architektur integriert wurde. Durch die Sanierung, unter Einsatz spezieller, laborerprobter Luftführungselemente, wurde eine erhebliche Verbesserung erzielt, so dass im Sommer- als auch im Winterbetrieb eine akzeptable Klimatisierung der denkmalgeschützten Einscheibenverglasung erfolgt und damit ein Kondensatausfall auf ein minimales Maß reduziert werden kann.
Mehr zum Thema Klimatisierung der NNG mittels IBD-Segmentstrahldüsen-System finden Sie hier:
https://blog.smb.museum/gemaessigte-zone-die-klimatechnik-in-der-neuen-nationalgalerie/
Eingesetzte Produkte
Der NRA ist ein manuell verstellbarer Strahlauslass, mit dem sowohl horizontale Radialstrahlen als auch Vertikalstrahlen erzeugt werden können. Das System besteht aus dem runden Auslasskörper mit Anschlußstutzen für den direkten Anschluss an das Luftversorgungssystem sowie der innenliegenden Luftleit- und Verstelleinrichtung. Diese Luftleit- und Verstelleinrichtung ist eine Kombination aus kreisringförmigem Leitelement und in definiertem vertikalen Abstand angeordneter kreisrunder Prallplatte. Diese Einheit kann innerhalb des Auslasskörpers vertikal verschoben und in der gewünschten Position arretiert werden, so dass jede Strahlgeometrie von horizontal über glockenförmig bis vertikal erzeugt werden kann. Der Auslass ist besonders für den Einsatz in Einkaufszentren, Sporthallen, Markthallen, Mehrzweckhallen und auch Fertigungshallen geeignet, da grosse Luftmengen problemlos durchgesetzt werden können. Der Einsatz ist freihängend oder in der Decke eingebaut möglich.
KRLDer Auslass KRL ist ein Radialstrahlauslass mit perforierter Frontverkleidung. Die Luftführung erfolgt über feststehende diffusorartig ausgebildete Luftlenkelementen zur Erzeugung radialer Horizontalstrahlen. Die frontseitige Perforation sorgt für eine gleichmäßige Ausblascharakteristik. Die spezielle Konstruktion sichert einen hohen Luftdurchsatz bei niedrigen Schallleistungspegeln. Die Montage der Frontplatte erfolgt über eine zentrale Schraubbefestigung (Größe 800 mit zusätzlichen Schrauben im Randbereich).
IBDDie IBD Düse ist ein Spezialauslass, mit dem, je nach Einbausituation, große horizontale oder vertikale Wurfweiten erreicht werden. Es handelt sich um eine variabel einsetzbare Hochgeschwindigkeits-Segmentstrahldüse, die eine hohe Induktion bei großer Wurfweite und geringer Geräuschentwicklung erzielt. Da trotz der kompakten Bauform hohe spezifische Luftleistungen möglich sind, ist die Düse in erster Linie für den Einsatz in Sonderprojekten geeignet.
RQLDas Lüftungsgitter RQL besteht aus feststehenden, quadratischen Aluminiumstegen mit umlaufendem Blendrahmen. Die Befestigung erfolgt durch Schrauben durch den Rahmen.
