Referenzbericht: Klimatechnik im Pergamonmuseum und in der Neuen Nationalgalerie

Die folgenden beiden Beiträge beschreiben lüftungs- und klimatechnische Lösungen der Kiefer Klimatechnik GmbH in der Neuen Nationalgalerie und im Pergamonmuseum.

Frisches Raumklima für Mies van der Rohes Nationalgalerie (Beitrag 1)

Die Neue Nationalgalerie in Berlin ist ein bedeutender Teil der Architekturgeschichte, geschaffen von Mies van der Rohe. Seit 2016 sanierte ein Team von David Chipperfield Architects im Auftrag des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung (BBR) das Museum am Berliner Kulturforum denkmalgerecht. Die Haustechnik und insbesondere die Lüftungs- und Klimatechnik wurden komplett erneuert. Inzwischen fand die Schlüsselübergabe statt und die „Ikone der Moderne“ erstrahlt wieder in neuem beziehungsweise altem Glanz.

Kiefer Sanierung Neue Nationalgalerie
Abbildung 1 und 2: Die Neue Nationalgalerie in Berlin, das Vermächtnis von Ludwig Mies van der Rohe, wurde von 2015 bis 2021 saniert und modernisiert. Die große Tempelhalle sieht nach der Sanierung aus wie zur Eröffnung 1968, dabei wurde sie unter anderem mit modernster Lüftungs- und Klimatechnik ausgestattet. (Abb. © Thomas Bruns, BBR)

Daten und Fakten

Daten und Fakten Sanierung Pergamon Museum

1961 im Berlin der Nachkriegszeit: Ludwig Mies van der Rohe wird mit dem Bau eines Ausstellungshauses beauftragt. Er schafft ein architektonisches Meisterwerk, einen Tempel der Moderne, basierend auf der Idee des Universalraumes: Die große stützenlose Eingangshalle ist rundherum von Glasfronten umgeben und beruht auf dem nicht ausgeführten Entwurf für das Bacardi-Hauptgebäude in Santiago de Cuba. Lediglich je zwei Seitenpfeiler tragen das 1.260 t schwere Stahldach, was die klare Architektur der klassischen Moderne besonders betont. Das größere und teilweise fensterlose Untergeschoss ist im Vergleich dazu ein Kontrast. Während in der oberen Halle überwiegend die Materialen Stahl, Glas, Granit und Marmor vorherrschen, setzte van der Rohe in der unteren Ebene, dem Sockelgeschoss, auf die Ausstattung mit Teppichboden und Raufasertapete. Hier befinden sich die Ausstellungsräume, in denen bisher überwiegend die Museumssammlung präsentiert wurde, sowie ein angrenzender Skulpturengarten und die Verwaltungsbüros. Die Neue Nationalgalerie ist Mies van der Rohes einziges Gebäude in Europa seit seiner Emigration in die USA. Er konnte an der Eröffnung im Jahr 1968 krankheitsbedingt nicht mehr teilnehmen und verstarb ein Jahr später. 1995 wurde das Gebäude unter Denkmalschutz gestellt.

Sanierung und Modernisierung so unsichtbar wie möglich

So eindrucksvoll das Bauwerk auch ist, die gewagte Stahl-Glas-Konstruktion hatte von Beginn an ihre Schwächen. Vor allem das Kondensat an der ungedämmten Glasfassade sowie die daraus entstandenen Korrosionsschäden an der Fassadenkonstruktion und die durch fehlende Dehnungsfugen zerbrechenden Glasscheiben bereiteten schon nach kurzer Zeit wiederkehrende Probleme. Nach über 50 Jahren intensiver Nutzung war eine Grundinstandsetzung unausweichlich. Auch die gesamte Haustechnik hatte das Ende ihrer Lebenszeit erreicht und musste ausgetauscht werden. Den Auftrag für die Sanierung erhielt das Büro David Chipperfield Architects. Die Architekten sind dabei äußerst behutsam und mit großem Respekt vorgegangen. Die Leitidee war: Maximaler Substanzerhalt und minimale visuelle Beeinträchtigungen am Bauwerk oder „so viel Mies wie möglich“. Hierfür wurden beinahe alle Objekte akribisch demontiert, eingelagert, restauriert oder rekonstruiert und anschließend wieder zusammengesetzt. So geschehen zum Beispiel mit den Granit-Bodenplatten der großen Eingangshalle. Darunter befindet sich nun die neue Flächenheizung und -kühlung.
Gerade der Austausch der Lüftungs- und Klimatechnik benötigte im Vorfeld eine detaillierte Planung, denn Ausstellungsräume unterliegen strengen konservatorischen Anforderungen. Unter anderem muss ein stabiles Raumklima gewährleistet sein, um die Kunstwerke zu schützen. Dabei unterscheiden sich die beiden Bereiche des Museums erheblich voneinander. Das Fehlen einer Dämmung an der Außenfassade der großen Ausstellungshalle führte zu einem Beschlagen und folglich zur Kondensatbildung an den Glasflächen. Dies verursachte wiederum Schäden und Korrosion an der Fassade. Aus Denkmalschutzgründen war die Erneuerung der großformatigen Glasscheiben durch Mehrscheiben-Isolierglas keine Option. Stattdessen wird die neue Belüftungstechnik künftig weitestgehend verhindern, dass die Glasscheiben beschlagen. Hierfür wurden vor Beginn der Sanierungsmaßnahmen Simulationen der Luftströme und Rauchversuche vor Ort als Parameterstudie durchgeführt. Es galt herauszufinden, wie eine Abschirmung der Fassade und die Vermeidung von Kondensat in der 8,40 m hohen Ausstellungshalle umgesetzt werden kann, damit alle internationalen klimatischen Standards eingehalten werden.

Rauchversuche Sanierung Neue Nationalgalerie
Abbildung 3: Um die Probleme mit Kondenswasser an den nicht gedämmten Fensterfronten auf ein Minimum zu reduzieren, führte man Rauchversuche in der 8,40 m hohen Eingangshalle durch. (Abb. © Kiefer Klimatechnik)

Sonderausführungen für die ideale Belüftung im Sockelgeschoss

In den Ausstellungsbereichen im Untergeschoss gelten strengere konservatorische Anforderungen: Bei einer Raumhöhe von 4 m müssen bis zu einem Hängebereich von 3 m Höhe Vorgaben zu Raumluftgeschwindigkeiten eingehalten werden. Eine weitere erschwerende Forderung war der Erhalt von Bestandslochblechen als Vorgabe des Denkmalschutzes. Diese überdecken den eigentlichen Luftdurchlass und beeinflussen somit das Ausblasverhalten der Zuluft. Im Zuge der Planung führte Kiefer hierzu in seinem Strömungslabor Versuche durch, um die Anforderungen des Denkmalschutzes mit den konservatorischen Vorgaben in Einklang zu bringen.

Denkmalgeschützte Bestandslochbleche
Abbildung 4: Im Sockelgeschoss wurde die Moduldecke rekonstruiert. Hinter den 60 x 60 cm großen denkmalgeschützten Bestandslochblechen befinden sich die Design-Luftdurchlässe INDULCLIP von Kiefer Klimatechnik. (Abb. © Thomas Bruns, BBR)

Die bisherige Decke im Untergeschoss stellte für damalige Verhältnisse eine bis dahin in Deutschland unbekannte Systemdecke dar. Das in den USA bereits eingeführte System war Grundlage der Idee Mies van der Rohes von einem flexiblen Grundriss der Ausstellungsräume. Im Nachkriegsdeutschland konnte diese Unterdecke jedoch nur annähernd nachgebaut werden. Im Zuge der Generalsanierung entfernte man diesen Nachbau aus Kanthölzern und Spanplatten und rekonstruierte sie durch eine neue Moduldecke im gleichen Erscheinungsbild. Hinter den 60 x 60 cm großen Modulen befindet sich der Kiefer Deckenluftdurchlass „INDULCLIP“. Das Stuttgarter Unternehmen fertigte die Frontblenden und die rückseitigen Luftverteilkästen mit Sonderabmessungen. Filigran und sehr aufwendig erfolgte die Befestigung dieser unterschiedlichen Bauteile inklusive Dekorlochblech, um wie gewünscht die Lüftungstechnik unsichtbar in die Moduldecke zu integrieren.

Luftaislässe Sondermaß Nationalgalerie
Abbildung 5 und 6: Die neuen Luftauslässe fertigte Kiefer in einem Sondermaß. So integrieren sie sich perfekt in die neue Unterdecke (Abb. links). Die Kiefer Frontblende hat eine Sonderumbughöhe mit 16 Durchgangsbohrungen bzw. Ausparungen an der Frontplatte und dem Luftverteilkasten, damit die Befestigungspunkte für die bestehende Dekor-Lochblende freigehalten werden. (Abb. © Kiefer Klimatechnik)

Die Clipelemente von Kiefer ermöglichen eine sehr hohe Induktion, wodurch große Temperaturunterschiede bis zu -12 K zwischen Zu- und Raumluft sehr schnell abgebaut werden. Somit erreicht man eine zugfreie Luftverteilung und hält die Raumtemperatur in einem für Besucher und Objekte optimalen Wohlfühlklima. Im August 2021 wurde die Neue Nationalgalerie mit einer neuen Ausstellung wiedereröffnet.

Kiefer Clipelemente zugfreie Luftverteilung
Abbildung 7: Die Clipelemente von Kiefer ermöglichen eine sehr hohe Induktion, wodurch große Temperaturunterschiede von bis zu -12 K zwischen Zu- und Raumluft sehr schnell abgebaut werden. Somit erreicht man eine zugfreie Luftverteilung und hält die Raumtemperatur in einem für Besucher und Objekte optimalen Wohlfühlklima. (Abb. © Kiefer Klimatechnik)

Neue Luftführung im Pergamonmuseum (Beitrag 2)

Die Berliner Museumsinsel zählt zum UNESCO-Weltkulturerbe und ist eines der Besucherhighlights der Hauptstadt. Ein wichtiger Bestandteil der Museumsinsel ist das äußerst beliebte Pergamonmuseum. Seit 2013 findet abschnittsweise eine umfängliche Grundinstandsetzung statt – unter Berücksichtigung der Denkmalschutzvorgaben und über einen langjährigen Zeitraum. Eine besondere Herausforderung ist dabei die Erneuerung der Raumlufttechnik.

FDas Pergamonmuseum wird saniert
Abbildung 1: Das Pergamonmuseum auf der Berliner Museumsinsel ist Teil des UNESCO-Weltkulturerbes und wird momentan in einer umfassenden Grundinstandsetzung saniert. (Abb. © Stiftung Preußischer Kulturbesitz)

Daten und Fakten

Daten und fakten sanierung pergamon museum

Imposante Rekonstruktionen wie das Ischtar-Tor aus Babylon oder der Pergamonaltar sowie die Ausstellungen der Antikensammlung, des Vorderasiatischen Museums und des Museums für Islamische Kunst der Staatlichen Museen zu Berlin ziehen jährlich tausende Besucher ins Pergamonmuseum. Das ursprünglich 1930 eröffnete Museum besteht heute aus einer Dreiflügelanlage, die im Zuge der Sanierung unter anderem um den ursprünglich geplanten, jedoch nie realisierten vierten Flügel am Kupfergraben erweitert wird. Zunächst werden im ersten Bauabschnitt der Nordflügel und der Mittelteil saniert. Das Architektenbüro O.M. Ungers gewann den Architekturwettbewerb zur Grundinstandsetzung und Erweiterung des Pergamonmuseums. Inzwischen ist die Werkgemeinschaft Pergamonmuseum GmbH mit der Ausführungsplanung und der Überwachung der Bauarbeiten beauftragt.
Sanierungen bedeutender Kulturgüter sind immer eine besondere Herausforderung, auch wenn die Ausstellungsobjekte der Antikensammlung, des Museums für Islamische Kunst und des Vorderasiatischen Museums unempfindlicher als Bilder in einer Gemäldeausstellung reagieren und geringere konservatorische Anforderungen bezüglich der Einhaltung von Raumtemperatur und Raumluftfeuchte sowie deren zeitlichen Verlauf zugrunde gelegt werden können. Die langjährige Planungs- und Ausführungszeit zeigt deutlich den hohen technischen und architektonischen Anspruch, eine vorhandene, denkmalgeschützte Bausubstanz mit vertretbaren Eingriffen behutsam, aber zugleich tiefgreifend auf den heutigen Stand der Technik zu überführen.

Das Pergamonmuseum erhält einen vierten Flügel
Abbildung 2: Das ursprünglich 1930 eröffnete Museum besteht heute aus einer Dreiflügelanlage, die im Zuge der Sanierung unter anderem um den ursprünglich geplanten, jedoch nie realisierten vierten Flügel am Kupfergraben erweitert wird. (Abb. © Stiftung Preußischer Kulturbesitz)

Schlitzdurchlässe sorgen für frische Luft in den Ausstellungsräumen

Die TGA-Detailplanung beruht auf einer intensiven Kooperation mit drei verschiedenen Planungsbüros entsprechend den jeweiligen Phasen der Planung und Ausführung. Die Stuttgarter Lüftungsexperten von Kiefer Klimatechnik haben bereits langjährige Erfahrung mit der richtigen Belüftung von Museen und Ausstellungen. Norbert Hinderer, Vertriebsingenieur bei Kiefer Klimatechnik, berichtet: „Museen sind äußerst spannende Aufgabenstellungen. Jedes Bauvorhaben ist anders, ob das Museum Louvre in Abu Dhabi oder der Wiederaufbau des Neuen Museums auf der Museumsinsel. Zum Glück gelten jedoch überall die gleichen physikalischen Gesetze.“ Beim Pergamonmuseum gibt es in den klassischen Ausstellungsräumen unterschiedliche Raumhöhen, zusätzlich sind Denkmalschutzvorgaben und die sich im Planungsprozess geänderten Kühllasten und Luftmengen zu berücksichtigen. Daher hat man sich im intensiven und konstruktiven Planungsprozess in überwiegender Abstimmung mit den TGA-Fachingenieuren für eine Luftführung mittels „INDUL-Schlitzdurchlässen“ von Kiefer entschieden. Neben einem unauffälligen Einbau verhindert die spezielle Freistrahlcharakteristik Schmutzablagerungen entlang des Luftauslasses. Dadurch werden Decken länger staubfrei gehalten. Die hohe Induktion ermöglicht zudem selbst bei sehr tiefen Einblastemperaturen eine Zugfreiheit. In millimeterfeine Einzelstrahlen aufgeteilt wird die Zuluft abwechselnd links und rechts im 45-Grad-Winkel dem Raum zugeführt. So wird in den klimatisierten Ausstellungsräumen eine angenehme Atmosphäre geschaffen – ganz ohne spürbaren Luftzug.

Luftauslass sorgt für Klimatisierung ohne Zugluft
Abbildung 3: Neben einem unauffälligen Einbau verhindert die spezielle Freistrahlcharakteristik der INDUL-Durchlässe Schmutzablagerungen entlang des Luftauslasses. So wird in den klimatisierten Ausstellungsräumen eine angenehme Atmosphäre geschaffen – ganz ohne spürbaren Luftzug. (Abb. © Kiefer Klimatechnik)

Unauffällige Montage an der Lichtdecke

Für eine ästhetische Deckengestaltung lassen sich die schmalen Schlitzdurchlässe problemlos in alle Deckenfugen integrieren. Beim Pergamonmuseum wurden sie genau zwischen Lichtdecke und umlaufendem Randfries platziert. So sind sie für die Besucher unauffällig und werden den hohen architektonischen Anforderungen gerecht. Durch die Trennung der Installationsebene Raumlufttechnik von der Lichtdecke sind geometrische Sonderausführungen der Luftverteilkästen notwendig, um diese spezielle Anschluss-Situation platzsparend umzusetzen.

Unauffällige Schlitzauslässe
Abbildung 4: In den Ausstellungsräumen, wie hier dem Telephossaal, werden die Kiefer INDUL-Schlitzauslässe genau zwischen Lichtdecke und umlaufendem Randfries platziert. So sind sie für die Besucher unauffällig und werden den architektonischen Anforderungen gerecht. (Abb. © Kiefer Klimatechnik)

In einigen Räumen sind teilweise Wandteppiche als Ausstellungsobjekte vorgesehen. Um eine Eigenbewegung der Teppiche auszuschließen, war hier ein Kompromiss aus gewünscht hohem Austrittsimpuls der Zuluft über die Schlitzdurchlässe, dem Richtungsimpuls der Zuluft und dem schnellen Geschwindigkeitsabbau erforderlich. Auch die teilweise schallharten Ausführungen der Ausstellungsräume erschwerten den Planungsprozess. Der Anhaltswert der mittleren Nachhallzeit liegt für Museumsneubauten bei etwa 1,5 s. Während der Planung haben bauakustische Messungen und Simulationen eine reale zu erwartende Nachhallzeit von 3 bis 8 s je Raum ergeben. Daher mussten die bisherigen RLT-Lösungen überarbeitet werden. Dass die umfangreiche Planung tatsächlich auch funktioniert, bestätigten die ersten Arbeiten Anfang des Jahres 2020 beim Ausbau des Telephossaales. Der weitere Ausbau erfolgt nun Raum für Raum.

Sonderlösung im neuen Eingangsgebäude Tempietto

Als Haupteingang und zur Erschließung der künftigen Archäologischen Promenade erhält das Pergamonmuseum im Ehrenhof einen, dem Mittelbau vorgelagerten Neubau – den Tempietto. Dieser „kleine Tempel“ als Stahl-Glas-Konstruktion bildet die zeitgenössische Interpretation des Eingangsportals. Die nahezu vollständig transparente Konstruktion ermöglicht lediglich eine Luftführung im Sockelbereich. Hierzu kommen Sonderdurchlässe auf Basis „INDUQUELL DIV“ als Flächenauslässe zum Einsatz. Diese sind umlaufend angeordnet und hinter einem rund 40 cm hohen Guss-Gitter für Besucher unsichtbar installiert. Die Geometrie der Auslässe sowie das Ausblasverhalten der Zuluft wurde individuell an die Guss-Gitter angepasst und im Zuge der Planung abgestimmt. Bei Quellluft-Systemen erfolgt die Zufuhr der Zuluft in den Raum turbulenzarm mit geringem Impuls. Vorteile sind die geringen Luftgeschwindigkeiten sowie ein nahezu geräuschloser Betrieb. Quellströmungen erzeugen ein über die Raumhöhe ansteigendes Temperaturprofil. So gelangt die zugeführte Außenluft direkt zu den Besuchern und es entsteht eine hohe Luftqualität im Aufenthaltsbereich. Prinzipiell können Quell-Luftdurchlässe als Decken-, Wand-, Brüstungs- und Sockeleinbau angeordnet werden. Durch eine hohe Temperaturdifferenz bis – 8 K sind sie zugleich leistungsstark und energieeffizient.

Pergamonmuseum: Tempietto mit Quell-Luftdurchlässen
Abbildung 5: Durch ein neues vorgelagertes Eingangsgebäude (Tempietto) erfolgt die Besucherlenkung sowie der bauliche Anschluss an die Archäologische Promenade. Im Tempietto kommen die Quell-Luftdurchlässe INDUQUELL DIV von Kiefer Klimatechnik zum Einsatz. (Abb. © Stiftung Preußischer Kulturbesitz)

Für den zweiten Bauabschnitt steht Norbert Hinderer als Vertriebsingenieur erneut bereit: „Der erste Ausstellungsraum ist bereits fertiggestellt, nach und nach folgen jetzt die weiteren Räume. Der erste Bauabschnitt soll bis 2025 abgeschlossen sein. Der zweite Bauabschnitt folgt anschließend, dafür haben die Planungen schon begonnen.“ Nach der vollständigen Fertigstellung ist für die Besucher ein kompletter Rundgang durch das Pergamonmuseum möglich.

Die Beiträge wurde von der Kiefer Klimatechnik GmbH für cci Wissensportal zur Verfügung gestellt.

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