auswirkungen des klimawandels auf historische gebäude grant agreement no. 22 6973 (2009 - 2014)...
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Auswirkungen des Klimawandels auf historische Gebäudewww.climateforculture.euGrant agreement No. 22 6973 (2009 - 2014)
EUROPÄISCHER KONGRESS ÜBER DIE NUTZUNG, BEWIRTSCHAFTUNG UND ERHALTUNG HISTORISCH BEDEUTENDER GEBÄUDE
Wien 10.Oktober 2013Johanna Leissner, Fraunhofer Brü[email protected]
CO2 Konzentration der Atmosphäre steigt 1827 Jean-Baptiste Fourier 1896 Svante Arrhenius
Earth's CO2 Home Page 396.7 ppm atmospheric CO2 for February 2013 Preliminary data released March 5, 2013 (Mauna Loa Observatory)
2009
IPCC Bericht 28. Sept 2013: Vom Klima wenig NeuesDie Gletscher schmelzen, die Meeresspiegel schwellen an - und die Temperaturen pausieren. Der Klimawandel zeigt seit 15 Jahren kein einheitliches Bild. Doch abgesagt ist er noch lange nicht. Und es gibt noch mehr Gründe, die Kohlendioxidemissionen rasch zu drosseln.
• High resolution outdoor and indoor climate
modelling on a regional scale
• Development of hygrothermal whole building simulation software for historic buildings
• Case studies database and stakeholder contributions
• Onsite T/rH measurements and experimental (in situ) monitoring
• Adaptation, mitigation & energy efficiency measures
• Economic report on cost-benefits
• Strong interdisciplinary & multidisciplinary training and education curriculum
Project cornerstonesand innovation
Climate for Culture – Methodisches Vorgehen
2100?
Stand des Wissens – Klimamodellierung
• Unterschied Klima und Wetter• Unterschied Projektion und Vorhersage
• Klimamodelle sind die komplexesten Modelle überhaupt – chaotisches Verhalten, keine Lineariät
• Erste Versuche der Modellierung - 1963 Edward
Lorenz (USA)
• Interdisziplinäre Forschung - Tausende von Wissenschaftlern aus der ganzen Welt
• Durchbruch gelang erst mit den Supercomputern um die Datenmengen zu bearbeiten
• Heute sind die globalen Klimamodelle physikalisch konsistent
• Gründung des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
Stand des Wissens – Modellierung von modernen und historischen Gebäuden und der Sammlungen
• Numerische Simulation von Gebäuden und Kunstobjekten steckt noch in den Kinderschuhen;
• Simulationsmodelle für moderne Gebäude weiter entwickelt, meistens für Abschätzung des Energiebedarfs
• Hygrothermische Gebäudesimulation auch sehr komplex, gleiches gilt für Kunstobjekte
• Heterogene Kompositmaterialien, Schwellenwerte und Nichtlinearität kaum erforscht; einige Parameter bekannt, aber zu wenige verlässliche Daten verfügbar
• Kulturerbesektor operiert meistens mit qualitativen Beschreibungen, nicht mit quantitativen Messwerten;
• Grund: fehlende Wertschätzung des Sektors, fehlende Grundlagenforschung und Kooperation mit High Tech Materialforschung;
• Zuwenige Wissenschaftler arbeiten auf diesem Gebiet• Kulturerbe Sektor ist weit abgeschlagen von anderen
Forschungsgebieten; • Konzept der Nachhaltigkeit nicht implementiert.
Klimamodellierung basiert auf verschiedenen Emissionsszenarien – A1B + RCP4.5 Annahmen • Schnelles
Wirtschaftswachstum
• Zunahme der Bevölkerung bis 20250, danach Abnahme
• Schnelle Einführung nachhaltiger Technologen
• Ausgewogener Energiemix
A1B
Michael Böttinger, DKRZ
8
IPCC AR5 Simulations MPI-ESM globale Temperatur Änderungen
Klimasimulation: Niederschläge
30-year seasonal mean changes for the A1B ( 2071 – 2100) scenario relative to 1961 – 1990
The white line indicates the 95 % significance level
-50
0
50
[%]
Hoch aufgelöstes regionales Klimamodell und Klimaindizes für Gebäudesimulation
Modellierung von Gebäuden – von Einzelkomponenten zum Gesamtgebäude
HVAC
Inner Loads
Simulationsergebnisse
The results of a hygrothermal whole building simulation are:
• Interior conditions• Temperature• Relative Humidity
• Surface and component layer conditions• Temperature• Relative Humidity• Water Content
• Energy Demand
• Heating/Cooling
• Humidification/Dehumidification
• Building Controls
• Ventilation
• Heating
Vorgehensweise
Outdoor Climate
Indoor Climate
Effect of Indoor Climate
Assessment
Methods
Risikobewertung über ganz Europa
Einzelparameter Risikokategorie Veränderungen
Mean equivalent of Mould Growth [mm/Year]
1960 – 1990 2020 – 2050 2070 – 2100
Increase
Mapplots: Mould Growth Risk
1960 – 1990 2020 – 2050 2070 – 2100
SafeDamage
Fallbeispiel: Schloss von Amerongen (Niederlande)
*22
Durchschnittlicher simulierter Jahres-
Energiebedarf für Heizung im
Vergleich1960 - 1990
2070 - 2100
HAMBASE Modellierung der Heilig Kreuz Kapelle auf Burg Karlstejn
By CTU Prague
Model based cross-evaluation of microclimate control approaches
For modelling the Great tower in Karlstejn Castle, zonal approach has been used
The model has been assembled in HAMBase Toolbox (TU/e) of Matlab
8 microclimate control methods have been implemented and compared with respect to performance, energy consumption.
Model of the Great Tower of Karlstejn Castle
(Holy Cross Chapel - precious collection of 129 medieval paintings of Master Theodoricus)
By CTU Prague
Model based cross-evaluation of microclimate control approaches By CTU Prague
Simulationsergebnisse
Relative Feuchtigkeitsverteilung in der Kapelle (3,7 m)a) ohne Besucher b) mit Besuchern
By CTU Prague
a) ohne Besucher b) mit Besuchern
Datenbank Kybertec
Wie geht es weiter?
Vorstellung der Ergebnisse Wü EWCHP 2014
Innenraumsimulationen – vor allem rF wichtig auch für Menschen zB in Krankenhäusern (Asthma)