Ingenieurtechnische Planung von Luftentfeuchtungssystemen für Museen und Archive: Technologien und Berechnungen

Autor: Technische Abteilung von Mycond

Ein geeignetes Raumklima in Museums- und Archivräumen ist ein entscheidender Faktor für die Erhaltung kultureller Werte. Die Kontrolle der Luftfeuchtigkeit ist einer der wichtigsten Parameter, der die Langlebigkeit der Exponate direkt beeinflusst. Luftentfeuchtungssysteme für Museen und Archive erfordern einen ingenieurtechnischen Planungsansatz, der die spezifischen Anforderungen an die Lagerung verschiedener Materialtypen sowie die Besonderheiten der Räumlichkeiten berücksichtigt.

In diesem Artikel betrachten wir den vollständigen Zyklus der Planung eines Entfeuchtungssystems – von der Festlegung normativer Anforderungen bis zur praktischen Umsetzung und Bewertung der Systemeffizienz. Besonderes Augenmerk legen wir auf die Berechnung der Feuchtebilanz eines Museumsraums, die Auswahl des optimalen Entfeuchtungssystems und die Integration in andere gebäudetechnische Anlagen.

Normative Anforderungen an das Mikroklima in Museums- und Archivräumen

Unterschiedliche Arten von Museumsexponaten und Archivmaterialien benötigen spezifische Temperatur- und Feuchtebedingungen. Optimale Parameter für die wichtigsten Materialtypen:

• Papier, Dokumente: 18–22 °C, 50–55 % rF
• Holz, Möbel: 18–22 °C, 45–55 % rF
• Metall, Waffen: 15–20 °C, 35–45 % rF
• Textilien, Stoffe: 18–20 °C, 50–55 % rF
• Gemälde, Leinwand: 18–22 °C, 50–55 % rF
• Fotografien, Filme: 15–18 °C, 30–40 % rF

Im Allgemeinen liegt der normative Bereich der relativen Feuchte für die meisten Exponate bei 40–55 % rF, wobei dieser Bereich für empfindliche Materialien deutlich enger ist. Zulässige tägliche Schwankungen sollten 2–3 °C bei der Temperatur und 5–7 % bei der relativen Feuchte nicht überschreiten, um thermische Deformationen der Exponate zu vermeiden.

Ein wichtiger Aspekt ist die Änderungsrate der Parameter bei saisonaler Anpassung – empfohlen werden nicht mehr als 3–5 % rF pro Woche. Dies gewährleistet eine schrittweise Anpassung der Materialien ohne Schadensrisiko.

Relevante Normen für die Planung: ISO 11799 für Archive, ASHRAE Kapitel 24 für Museen und EN 15757 für die Lagerung von Kulturgütern.

Besonderheiten von Archivmagazinen im Vergleich zu Ausstellungsräumen

Archivmagazine unterscheiden sich deutlich von Ausstellungsräumen in der Betriebsweise und den Anforderungen an das Mikroklima. Die wichtigsten Unterschiede:

• Betriebsmodus: Archive werden selten betreten, während in Ausstellungsräumen kontinuierlicher Besucherverkehr herrscht
• Temperaturregime: In Archiven wird eine niedrigere Temperatur (15–18 °C) empfohlen, um Abbauprozesse der Materialien zu verlangsamen
• Feuchteanforderungen: Für Archivdokumente ist häufig eine niedrigere Luftfeuchte erforderlich (40–50 % rF)
• Keine Feuchteabgabe durch Besucher in Archiven, was die Berechnung der Feuchtebilanz vereinfacht
• Höhere Anforderungen an die Stabilität der Parameter: Schwankungen in Archivmagazinen sollten ±3 % rF nicht überschreiten

Besondere Aufmerksamkeit erfordert die Redundanz der Systeme in Archivräumen, in denen einzigartige Dokumente aufbewahrt werden. Auch der Einfluss der Luftinfiltration unterscheidet sich – Archivräume sind in der Regel besser abgedichtet, befinden sich jedoch oft in Kellern mit erhöhter Feuchte.

Für kalte Archive mit Temperaturen unter 15 °C sind Adsorptionstrocknungssysteme am effektivsten, da Kondensationstrockner bei niedrigen Temperaturen an Leistung verlieren.

Bestandteile der Feuchtebilanz eines Museumsraums

Die Feuchtebilanz eines Museumsraums setzt sich aus mehreren Schlüsselkomponenten zusammen, die bei der Planung des Entfeuchtungssystems zu berücksichtigen sind:

1. Infiltration – Feuchteeintrag durch Gebäudehülle, Fenster, Türen, Fugen und Ritzen. Besonders kritisch bei historischen Gebäuden. Berechnet als Produkt aus der Differenz des Feuchtegehalts von Außen- und Innenluft und der Luftwechselrate.
2. Feuchteabgabe durch Besucher – hängt von der Anzahl der Personen, der Aufenthaltsdauer (30–90 Minuten) und dem Aktivitätsniveau ab. Die spezifische Feuchteabgabe eines Erwachsenen beträgt 40–80 g/h, je nach Aktivität und Temperatur.
3. Feuchtewechsel mit Exponaten – hygroskopische Materialien (Holz, Papier, Textilien) können je nach Änderung der Luftfeuchte Feuchtigkeit aufnehmen oder abgeben. Dieser Prozess ist träge und kann Stunden oder Tage dauern, wodurch ein Puffer-Effekt entsteht.
4. Feuchte der Zuluft – bei Verwendung von Lüftungsanlagen sind die Parameter der Zuluft zu berücksichtigen.
5. Kondensation an kalten Oberflächen – kann an Vitrinenglas, Außenwänden und ungedämmten Rohrleitungen auftreten, wenn die Oberflächentemperatur unter dem Taupunkt liegt.

Algorithmus zur Ermittlung der gesamten Feuchtelast:

1. Infiltration berechnen (Differenz des Feuchtegehalts × Luftwechselrate)
2. Feuchteabgabe der Besucher addieren (Personenzahl × spezifische Abgabe)
3. Feuchte der Zuluft der Lüftungsanlage berücksichtigen
4. Feuchtewechsel mit den Exponaten bewerten
5. Alle Komponenten summieren

Es ist wichtig, die saisonalen Veränderungen der Feuchtebilanz zu berücksichtigen: Im Sommer überwiegt Feuchteüberschuss durch Infiltration, im Winter tritt häufig das Problem der Übertrocknung auf.

Auswahl des Entfeuchtungssystems für Museumsbedingungen

Bei der Auswahl eines Luftentfeuchtungssystems für ein Museum sind folgende Kriterien zu berücksichtigen: Raumtemperatur, Ziel-Feuchte und Energieeffizienz. Betrachten wir die wichtigsten Systemtypen.

Kondensationstrocknung arbeitet nach dem Prinzip, die Luft unter den Taupunkt zu kühlen, die Feuchte zu kondensieren und die Luft anschließend wieder zu erwärmen. Die Effizienz dieser Methode sinkt stark bei Temperaturen unter 15 °C; unter 5 °C kann der Wärmetauscher vereisen. Vorteile von Kondensationssystemen: hohe Energieeffizienz bei moderaten Temperaturen (COP 2–4) und relativ geringe Kosten.

Adsorptionstrocknung basiert auf der Aufnahme von Feuchtigkeit durch ein Adsorbens mit anschließender Regeneration mittels erhitzter Luft. Diese Systeme sind ideal für kalte Archive mit Temperaturen unter 15 °C und zur Gewährleistung sehr niedriger Ziel-Feuchten (unter 35 % rF). Ihre Leistung ist unabhängig von der Temperatur stabil, der Energieverbrauch ist jedoch höher (COP 0,5–1,5).

Die Wahl zwischen autonomen Trocknern und einem zentralisierten System hängt vom Raumvolumen (Grenzwert 500–1000 m³), der Anzahl der Zonen und der Wartungszugänglichkeit ab. Autonome Systeme bieten einfache Installation, präzise Zonierung und Redundanz, zentralisierte – einen einzigen Wartungspunkt, Möglichkeit der Wärmerückgewinnung und Integration in ein BMS.

Die Integration in Lüftungs- und Klimaanlagen ermöglicht die Optimierung des Energieverbrauchs durch Zufuhr getrockneter Luft über Lüftungskanäle und die Koordination der Betriebsmodi. Die Rückgewinnung der Kondensationswärme erhöht ebenfalls die Energieeffizienz, wenn eine Erwärmung der Zuluft erforderlich ist.

Berechnung der Entfeuchtungsleistung

Die Berechnung der Entfeuchtungsleistung für ein Museum ist eine Schlüsselfrage der Planung, die die Effizienz des gesamten Systems bestimmt. Die Leistung wird in Masseeinheiten gemessen: kg/h oder l/Tag (1 l Wasser = 1 kg).

Formel zur Leistungsberechnung: Die Leistung entspricht der Summe der Feuchtezulasten (Infiltration, Besucher, Lüftung, weitere Quellen). Dabei ist der Betriebsmodus zu berücksichtigen – kontinuierlich (24/7) für Archive oder periodisch (während der Museumsöffnungszeiten).

Es ist wichtig, einen Leistungs-Reservesicherheitsfaktor von typischerweise 1,15–1,25 anzuwenden, um unvorhergesehene Faktoren, Lastunregelmäßigkeiten und Leistungsabnahmen im Zeitverlauf zu kompensieren. Dieser Faktor ist durch Besucherpeaks, Türöffnungen und saisonale Feuchtemaxima begründet.

Betrachten wir ein detailliertes Zahlenbeispiel für einen Ausstellungsraum:

• Raumvolumen: 500 m³
• Temperatur: 20 °C
• Ziel-Feuchte: 50 % rF
• Außenbedingungen (Sommer): 26 °C, 70 % rF
• Berechnung der Infiltration: Luftwechselrate 0,5 1/h, Differenz des Feuchtegehalts – Außenluft 15 g/kg, Innenluft 7,3 g/kg
• Feuchteabgabe der Besucher: 50 Personen gleichzeitig, Aufenthaltsdauer 1 Stunde, spezifische Feuchteabgabe 60 g/h pro Person

Die Gesamtleistung ergibt sich als Summe aus Infiltration und Feuchteabgabe, multipliziert mit dem Sicherheitsfaktor. Die Leistung hängt zudem von Temperatur und Feuchte der Außenluft ab und muss daher entsprechend den saisonalen Laständerungen angepasst werden.

Wärmebilanz des Raums beim Betrieb des Entfeuchtungssystems

Beim Betrieb der Luftentfeuchtung entsteht eine zusätzliche Wärmelast, die bei der Planung zu berücksichtigen ist. Die wichtigsten Komponenten der Wärmeeinträge:

• Wärme aus der Kondensation von Feuchtigkeit – bei der Kondensation von 1 kg Feuchte wird die Verdampfungswärme von 2500 kJ/kg (0,7 kWh/kg) frei
• Wärmeeintrag durch den Kompressor eines Kondensationstrockners – die elektrische Leistung des Kompressors wird vollständig in Wärme umgewandelt
• Wärmeeintrag durch den Heizer des Adsorptionstrockners – ein Teil der Regenerationswärme des Adsorbens wird an die Raumluft abgegeben
• Wärmeeintrag durch Besucher – spezifische Wärmeabgabe einer Person 80–120 W je nach Aktivität
• Wärmeeintrag durch Beleuchtung und über die Gebäudehülle

Bei intensiver Entfeuchtung im Sommer kann die gesamte Wärmelast für einen mittelgroßen Saal 5–10 kW erreichen, was eine zusätzliche Raumkühlung erfordert.

Die Methodik zur Bestimmung der Wärmebilanz umfasst folgende Schritte:

1. Wärmeeintrag aus der Kondensation bestimmen (Entfeuchtungsleistung × Verdampfungswärme)
2. Kompressor- bzw. Heizleistung addieren
3. Wärmeeinträge durch Besucher, Beleuchtung und Gebäudehülle berücksichtigen
4. Gesamte Last mit der Kälteleistung der Klimaanlage vergleichen

Zur Vermeidung von Energieverlusten ist die Integration des Entfeuchtungssystems mit der Klimatisierung und die Koordination ihrer Betriebsmodi erforderlich. Nicht abgestimmter Betrieb, bei dem der Trockner die Luft erwärmt und die Klimaanlage sie gleichzeitig kühlt, führt zu doppeltem Energieeinsatz.

Standort des Geräts und Organisation der Luftverteilung

Die richtige Platzierung der Entfeuchtungsgeräte im Museum ist für die Effizienz des Systems von entscheidender Bedeutung. Bei der Wahl des Installationsortes ist eine freie Luftzirkulation, gute Wartungszugänglichkeit und minimale Geräuschbelastung für Besucher sicherzustellen.

Der Mindestabstand zu Wänden und anderen Hindernissen sollte 0,5–1,0 m betragen, um den Luftzutritt zum Ansaugöffnungsbereich zu gewährleisten. Autonome Geräte werden in der Regel bodenstehend installiert, zentralisierte Systeme – unter der Decke.

Typische Platzierungsfehler sind die Installation eines Trockners in einer Ecke ohne Luftzirkulation oder hinter einer Trennwand, die den Luftstrom blockiert. Dies führt zu Stagnationszonen und einer ungleichmäßigen Feuchteverteilung im Raum.

Temperatur- und Feuchtesensoren sollten auf Höhe der Exponate (1,0–1,5 m über dem Boden) in Bereichen mit stabilen Parametern, fern von Türen und Fenstern, installiert werden. Mindestanzahl – ein Sensor pro Zone von 100–150 m²; für kritische Magazine werden zusätzliche Messpunkte empfohlen.

Ein wichtiger Aspekt ist die Organisation der Kondensatableitung (Schwerkraftablauf in die Kanalisation oder Einsatz einer Kondensatpumpe) sowie der Wärmeabfuhr des Trockners, insbesondere bei zentralisierten Systemen.

Systeme zur Steuerung und Überwachung von Mikroklimaparametern

Moderne Systeme zur Luftfeuchtekontrolle im Museum müssen eine präzise Überwachung der Mikroklimaparameter gewährleisten. Bei der Auswahl von Temperatur- und Feuchtesensoren sind Messgenauigkeit (±2 % rF für Museumsbedingungen), Messbereich, Stabilität der Messwerte und Kalibrierbarkeit wichtig.

Die Kalibrierung der Sensoren wird jährlich empfohlen; bei kritischen Anwendungen sind regelmäßige Prüfungen mit Referenzgeräten erforderlich. Datenaufzeichnungs- und Archivierungssysteme sollten Messwerte in Intervallen von 10–30 Minuten erfassen und die Historie über Jahre hinweg speichern.

Zur Steuerung des Entfeuchtungssystems werden verschiedene Algorithmen verwendet:

• Einfache Hystereseregelung (Einschalten beim Überschreiten der oberen Grenze, Ausschalten beim Erreichen der unteren)
• PID-Regelung für Systeme mit stufenloser Leistungsregelung (erhöht die Regelgenauigkeit auf ±1–2 % rF)

Die Hysteresebreite beträgt üblicherweise 3–5 % rF, um häufiges Schalten und Geräteverschleiß zu vermeiden. Die Integration in die Gebäudeleittechnik (BMS) ermöglicht Fernüberwachung, Störmeldungen und Trendanalysen.

Wichtige Elemente sind die Datenvisualisierung (Verlauf von Temperatur und Feuchte über Tag, Woche, Saison), Alarmierung (Meldung bei Grenzwertüberschreitungen, Geräteausfall) und die Analyse der Systemeffizienz.

Betriebsmodi und saisonale Anpassung

Der effiziente Betrieb eines Entfeuchtungssystems erfordert je nach Saison unterschiedliche Betriebsmodi:

• Sommerbetrieb: intensive Entfeuchtung aufgrund hoher Außenluftfeuchte, ggf. Dauerbetrieb 24/7
• Winterbetrieb: reduzierte Intensität oder Abschaltung der Entfeuchtung aufgrund niedriger Außenluftfeuchte, ggf. Bedarf an Luftbefeuchtung bei Heizungsbetrieb
• Übergangsjahreszeiten (Frühling, Herbst): variable Last, Bedarf an flexibler Leistungsregelung

Für Ausstellungsräume ist ein Nachtbetrieb mit reduzierter Entfeuchtungsintensität bei Abwesenheit von Besuchern möglich, jedoch unter Beibehaltung stabiler Parameter. Ebenso ist die Anpassung an veränderte Besucherzahlen an Wochenenden zu berücksichtigen.

Beim Wechsel der Jahreszeiten ist auf eine schrittweise Anpassung der Sollwerte zu achten – empfohlen werden nicht mehr als 3–5 % rF pro Woche, um Deformationen der Exponate zu vermeiden. Die regelmäßige Wartung umfasst die monatliche Reinigung der Filter, die vierteljährliche Überprüfung des Kompressors sowie den Austausch des Adsorbens alle 2–5 Jahre.

Energieeffizienz von Entfeuchtungssystemen für Museen

Die Energieeffizienz von Entfeuchtungssystemen ist ein wichtiger Planungsaspekt, der die Betriebskosten beeinflusst. Unterschiedliche Systeme weisen einen unterschiedlichen spezifischen Energieverbrauch auf:

• Kondensationstrockner: 0,3–0,6 kWh/kg entfernte Feuchte (COP 2–4)
• Adsorptionstrockner: 0,7–1,5 kWh/kg Feuchte (COP 0,7–1,4)

Kondensationssysteme sind bei hohen Temperaturen effizienter, während Adsorptionssysteme unabhängig von der Temperatur einen stabilen Verbrauch aufweisen. Zur Berechnung des jährlichen Energieverbrauchs werden Entfeuchtungsleistung, Betriebsdauer der Saison und spezifischer Energieverbrauch multipliziert.

Beispiel: Für einen Museumsraum mit 200 m² und einer Entfeuchtungsleistung von 2 kg/h, bei 4000 Betriebsstunden pro Jahr und einem Energieverbrauch von 0,5 kWh/kg beträgt der Jahresverbrauch 4000 kWh.

Die Energieeffizienz kann deutlich erhöht werden durch:

• Wärmerückgewinnung aus der Kondensation zur Erwärmung der Zuluft (Reduktion der Heizkosten um 20–40 %)
• Verwendung von Inverter- bzw. drehzahlgeregelten Kompressoren mit stufenloser Leistungsanpassung (20–30 % weniger Verbrauch gegenüber ON/OFF-Regelung)
• Optimierung der Betriebsmodi (Abschaltung der Entfeuchtung bei günstigen Außenbedingungen, Koordination mit der Lüftung)

Die Amortisationszeit energieeffizienter Lösungen wird durch den Vergleich der Investitionskosten mit der Energieeinsparung bestimmt.

Typische Planungsfehler bei der Auswahl von Entfeuchtungssystemen für Museen

Bei der Planung von Entfeuchtungssystemen für Museen treten häufig Fehler auf, die die Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems erheblich mindern:

1. Der Einsatz von Kondensationstrocknern in kalten Archiven (Temperatur unter 15 °C) führt zu einem starken Leistungsabfall, Vereisung des Verdampfers und Störabschaltungen.
2. Unterschätzung der Feuchteabgabe durch Besucher in stark frequentierten Ausstellungsräumen und Berechnung nur der Infiltration.
3. Ignorieren der Infiltration über Türen und Fenster, besonders kritisch bei historischen Gebäuden mit undichten Hüllen.
4. Fehlende Vorabmessungen der Parameter vor der Planung; Berechnungen anhand angenommener statt vor Ort gemessener Daten.
5. Fehlende Zonierung nach Exponattypen – Einsatz eines einzigen Systems für das gesamte Museum trotz unterschiedlicher Feuchteanforderungen (Metall 35 % rF, Holz 50 % rF).

Weitere häufige Fehler sind die falsche Standortwahl des Trockners, fehlende Redundanz für kritische Archive, überdimensionierte Systeme (Risiko der Übertrocknung unter 40 % rF), das Ignorieren der Wärmebilanz und das Fehlen eines Monitoringsystems.

Folgen unzureichender Systemleistung sind erhöhte Luftfeuchte über dem Soll, Schimmelrisiko und Kondensation an kalten Oberflächen. Bei der Planung müssen auch saisonale Lastschwankungen berücksichtigt werden, anstatt die Geräte nur anhand der Spitzenlast ohne Möglichkeit der Leistungsregelung auszuwählen.

Ergebnisse der Implementierung von Entfeuchtungssystemen: Wirksamkeitsanalyse

Die Bewertung der Systemeffizienz nach der Inbetriebnahme ermöglicht die Verifizierung der Planungsentscheidungen und die Optimierung des Anlagenbetriebs. Die Methodik sieht den Vergleich der tatsächlichen Parameter mit den berechneten vor.

Wesentliche Monitoringparameter: Stabilität der Temperatur- und Feuchtehaltung, Häufigkeit von Grenzwertüberschreitungen, Wiederherstellungsdauer nach Abweichungen. Trendanalysen anhand von Feuchteverläufen (Tag, Woche, Monat) helfen, systematische Abweichungen zu erkennen.

Typische Ergebnisse der Einführung von Entfeuchtungssystemen in Ausstellungsräumen – Reduktion der Feuchteschwankungen von ±10–15 % auf ±3–5 % und Einhaltung des Zielniveaus von 50 ± 3 % rF über das Jahr. Für Archivmagazine ist eine Stabilisierung auf 18 °C, 45 ± 2 % rF und das Ausbleiben von Kondensation an der Gebäudehülle charakteristisch.

Die Auswirkungen auf die Erhaltung der Exponate zeigen sich in einer Verringerung der Alterungsgeschwindigkeit organischer Materialien (Papier, Textilien) um den Faktor 2–3 bei stabilen Parametern sowie in der Unterdrückung von Schimmel- und Bakterienwachstum bei Feuchten unter 60 % rF.

Der typische Energieverbrauch eines Systems für einen Saal mit 200 m² beträgt je nach Klimazone und Betriebsmodus 3000–5000 kWh pro Jahr. Die Wirtschaftlichkeit wird anhand der Amortisationszeit der Investitionen, der Senkung der Restaurierungskosten und der Vermeidung von Notfallsituationen bewertet.

Grenzen der Berechnungsmethoden für Museumssysteme

Bei der Planung von Entfeuchtungssystemen für Museen ist es wichtig, die Grenzen der Berechnungsmethoden zu verstehen:

• Temperaturgrenzen: Die Effizienz der Kondensationstrocknung sinkt stark bei Temperaturen unter 15 °C; bei Temperaturen unter 5 °C sind ausschließlich Adsorptionssysteme geeignet.
• Grenzen der Ziel-Feuchte: Kondensationssysteme sind wenig geeignet, um Feuchten unter 35–40 % rF zu erreichen.
• Objektgröße: Für Räume mit einem Volumen bis 500–1000 m³ sind autonome Trockner sinnvoll; über 1000 m³ – zentrales System.

Besondere Unsicherheiten entstehen durch Infiltration in historischen Gebäuden, wo die Luftwechselrate je nach Zustand der Hülle 0,3–1,5 1/h betragen kann. Dies erfordert Messungen von Temperatur und Feuchte vor Ort vor der Planung – mindestens eine Woche kontinuierlicher Messungen.

Betriebsspezifika wie unvorhersehbares Öffnen von Türen, Stoßbelastungen durch Besucherströme und Notfallsituationen erfordern die Anwendung eines Sicherheitsfaktors von 1,2–1,3. Ebenso kann bei abrupten Änderungen der Außenbedingungen gleichzeitig Befeuchtung und Entfeuchtung erforderlich sein.

Adsorptionssysteme haben trotz stabiler Leistung Anwendungseinschränkungen aufgrund des hohen Energieverbrauchs – sie sind bei Temperaturen über 20 °C nicht sinnvoll, wenn Kondensationslösungen verfügbar sind.

Häufige Fragen

Welche Ziel-Feuchte gilt für verschiedene Exponattypen und warum ist ein einheitlicher Wert für das gesamte Museum nicht möglich?

Verschiedene Materialien haben unterschiedliche optimale Feuchtebereiche: Metall 35–45 % rF zur Vermeidung von Korrosion, Holz 45–55 % rF zur Vermeidung von Rissbildung, Papier 50–55 % rF zur Erhaltung der Faserflexibilität. Ein einheitlicher Wert ist aufgrund widersprüchlicher Anforderungen nicht möglich. Lösung – Zonierung der Räume nach Exponattypen mit separaten Regelsystemen je Zone.

Wie wird die Feuchteabgabe der Besucher bei der Berechnung der Entfeuchtungsleistung korrekt berücksichtigt?

Die Methodik sieht vor, die durchschnittliche Besucherzahl pro Stunde nach Statistik oder Planungsdaten zu ermitteln, mit der Aufenthaltsdauer im Saal (typisch 0,5–1,5 Stunden) und der spezifischen Feuchteabgabe (40–80 g/h pro Person je nach Temperatur und Aktivität) zu multiplizieren. Beispiel: 50 Personen × 1 Stunde × 60 g/h = 3 kg/h Feuchte.

Warum sind Kondensationstrockner in kalten Archivmagazinen ineffizient und wann sind Adsorptionssysteme zwingend erforderlich?

Unter 15 °C sinkt die Leistung von Kondensationstrocknern aufgrund des geringeren Sättigungsdampfdrucks, und unter 5 °C kommt es zur Vereisung des Verdampfers. Adsorptionssysteme liefern aufgrund des physikalisch-chemischen Feuchteaufnahmeprozesses eine stabile Leistung bei jeder Temperatur. Schwellenwert – Temperaturen unter 12–15 °C, bei denen die Vorteile der Adsorptionssysteme deutlich werden.

Wie lässt sich der Bedarf an Integration des Entfeuchtungssystems mit der Klimaanlage bestimmen und wann können beide separat arbeiten?

Integration ist zwingend, wenn die gesamte Wärmelast durch die Entfeuchtung 3–5 kW übersteigt und überschüssige Wärme abzuführen ist. Separater Betrieb ist möglich in kalten Archiven (15–18 °C) und in den Übergangsjahreszeiten bei moderaten Temperaturen. Kriterium: Erhöht der Betrieb des Trockners die Raumtemperatur um mehr als 1–2 °C über den Sollwert, ist Kühlung erforderlich.

Welche konkreten Folgen haben unzureichende oder übermäßige Entfeuchtungsleistungen für Exponate?

Unzureichende Leistung führt zu Feuchten über 60–65 % rF, was Schimmel, biogene Korrosion, Kondensation an kalten Oberflächen, Quellen von Holz und Papier begünstigt. Übermäßige Leistung verursacht Feuchten unter 35–40 % rF, was Papier spröde macht, Holzrisse und Ablösungen von Malschichten verursacht. Beides verkürzt die Lebensdauer der Exponate.

Fazit

Die Planung eines Entfeuchtungssystems für ein Museum oder Archiv erfordert einen ganzheitlichen Ansatz: Analyse normativer Anforderungen, detaillierte Berechnung der Feuchte- und Wärmebilanz sowie die Zonierung nach Exponattypen.

Die Wahl des Systemtyps (Kondensations- oder Adsorptionssystem) hängt entscheidend von der Raumtemperatur ab; der Grenzbereich von 12–15 °C bestimmt die Effizienzgrenze von Kondensationssystemen.

Die Leistungsberechnung muss auf einer detaillierten Analyse der Komponenten der Feuchtebilanz (Infiltration, Feuchteabgabe der Besucher, Lüftung) basieren, unter zwingender Anwendung eines Sicherheitsfaktors von 1,15–1,25.

Die Wärmebilanz des Raumes darf nicht ignoriert werden, da die Kondensationswärme und die Kompressorleistung eine erhebliche Last erzeugen (5–10 kW für einen mittelgroßen Saal), was eine Abstimmung mit der Klimatisierung erfordert.

Standort des Geräts und Organisation der Luftverteilung beeinflussen die Effizienz direkt, und eine falsche Platzierung der Sensoren kann zu einer fehlerhaften Regelung führen.

Steuer- und Überwachungssysteme sind integraler Bestandteil moderner Museumstechnik und gewährleisten eine kontinuierliche Erfassung der Parameter in Intervallen von 10–30 Minuten zur Erkennung von Abweichungen und zur Betriebsoptimierung.

Die Energieeffizienz der Systeme unterscheidet sich deutlich: Kondensation 0,3–0,6 kWh/kg, Adsorption 0,7–1,5 kWh/kg – dies ist bei der Auswahl unter Berücksichtigung von Investitions- und Betriebskosten zu beachten.

Die Ergebnisse der Implementierung bestätigen die Wirksamkeit: Stabilisierung der Luftfeuchte innerhalb von ±3–5 % rF statt Schwankungen von ±10–15 % rF und eine 2–3-fache Reduzierung der Alterungsrate der Exponate.