Auswirkungen des Klimawandels auf historische Gebäude www.climateforculture.eu Grant agreement No. 22 6973 (2009 - 2014) EUROPÄISCHER KONGRESS ÜBER DIE.

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1 Auswirkungen des Klimawandels auf historische Gebäude www.climateforculture.eu Grant agreement No. 22 6973 (2009 - 2014) EUROPÄISCHER KONGRESS ÜBER DIE NUTZUNG, BEWIRTSCHAFTUNG UND ERHALTUNG HISTORISCH BEDEUTENDER GEBÄUDE Wien 10.Oktober 2013 Johanna Leissner, Fraunhofer Brüssel johanna.leissner@zv.fraunhofe.de

2 CO 2 Konzentration der Atmosphäre steigt 1827 Jean-Baptiste Fourier 1896 Svante Arrhenius Earth's CO 2 Home PageEarth's CO 2 Home Page 396.7 ppm atmospheric CO 2 for February 2013 Earth's CO 2 Home Page Preliminary data released March 5, 2013 (Mauna Loa Observatory) 2009 IPCC Bericht 28. Sept 2013: Vom Klima wenig Neues Die 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.

3 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 cornerstones and innovation

4 Climate for Culture – Methodisches Vorgehen 2100 ?

5 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)

6 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;Kulturerbe Sektor ist weit abgeschlagen von anderen Forschungsgebieten; Konzept der Nachhaltigkeit nicht implementiert.Konzept der Nachhaltigkeit nicht implementiert.

7 Klimamodellierung basiert auf verschiedenen Emissionsszenarien – A1B + RCP4.5 Annahmen Schnelles Wirtschaftswachst um Zunahme der Bevölkerung bis 20250, danach Abnahme Schnelle Einführung nachhaltiger Technologen Ausgewogener Energiemix A1B

8 Michael Böttinger, DKRZ 8 IPCC AR5 Simulations MPI-ESM globale Temperatur Änderungen

9 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 [%]

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11 Hoch aufgelöstes regionales Klimamodell und Klimaindizes für Gebäudesimulation

12 Modellierung von Gebäuden – von Einzelkomponenten zum Gesamtgebäude Modellierung von Gebäuden – von Einzelkomponenten zum Gesamtgebäude HVAC Inner Loads

13 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

14 Vorgehensweise Vorgehensweise Outdoor Climate Indoor Climate Effect of Indoor Climate Assessme nt Methods

15 Risikobewertung über ganz Europa Einzelparameter Risikokategorie Veränderungen

16 Mean equivalent of Mould Growth [mm/Year] 1960 – 1990 2020 – 2050 2070 – 2100 Increase

17 Mapplots: Mould Growth Risk 1960 – 19902020 – 20502070 – 2100 SafeDamage

18 Fallbeispiel: Schloss von Amerongen (Niederlande) * 22

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21 Durchschnittlicher simulierter Jahres- Energiebedarf für Heizung im Vergleich 1960 - 1990 2070 - 2100

22 HAMBASE Modellierung der Heilig Kreuz Kapelle auf Burg Karlstejn By CTU Prague

23 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

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25 Simulationsergebnisse Relative Feuchtigkeitsverteilung in der Kapelle (3,7 m) a) ohne Besucher b) mit Besuchern By CTU Prague a)ohne Besucher b) mit Besuchern

26 Datenbank Kybertec

27 Wie geht es weiter? Vorstellung der Ergebnisse Wü EWCHP 2014 Innenraumsimulationen – vor allem rF wichtig auch für Menschen zB in Krankenhäusern (Asthma)

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