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Die Erfindung betrifft einen Aussenbaukörper für Gebäude mit vermindertem Verbrauch von sekundären Energieformen, welcher mit einer in ihn Integrierten, von einem Wärmeträgermedium beschick- beziehungsweise durchströmbaren, bevorzugt mit Rohren gebildeten, Wärmetausch- beziehungsweise Wärmeabgabeoder Kühleinrichtung ausgestattet ist.
Insbesondere ist es Ziel der Erfindung, einen Baukörper für die Errichtung von Niedrig- und Nullenergiehäusern mit möglichst geringem technischem Aufwand und möglichst niedrigen Gesamtkosten zu schaffen.
Niedrigenergiehäuser sind allgemein gesagt Häuser, welche im Betrieb für Heizung, Lüftung, Beleuchtung und dergleichen wesentlich weniger leitungsgebundene, fossile und biogene Energieträger verbrauchen, als durchschnittliche Häuser mit gleichen Nutzungsmöglichkeiten. Nullenergiehäuser verbrauchen im Betrieb überhaupt keine solchen sekundären Energieträger.
Dabei ergibt sich folgende Problemstellung : wie kann zum Beispiel Grundwasserwärme mit einem
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Eine bekannte und heute in vielen Fällen gewählte Lösung besteht im Einsatz einer Wärmepumpe. Mit einer solchen Wärmepumpe wird zum Beispiel Grundwasserwärme umgewandelt in Wärme mit einem Temperaturniveau, welches so weit über der gewünschten Raumtemperatur liegt, wie es für ein jeweils zur Anwendung kommendes Wärmeabgabesystem erforderlich ist. Die Nachteile einer Wärmepumpe bestehen darin, dass zum Antrieb eine erhebliche Menge thermodynamisch hochwertiger Energie erforderlich ist.
Meistens wird dafür teurer elektrischer Strom verwendet. Weiters ist die Nutzungsdauer vergleichsweise kurz, sie beträgt beim heutigen Stand der Technik ungefähr 15 Jahre. Darüber hinaus bildet das Kältemittel ein beachtliches Umweltgefährdungspotential.
Eine aus der FR 2 531 120 A1 bekannt gewordene Lösung besteht in der Senkung der Wärmetransmission durch eine Gebäudewandung, wobei die durch Wärmetransmission verlorengehende Energie teilweise zurückgewonnen wird. Das dortige Wandorgan für einen Wärmetausch sieht drei zueinander parallele, voneinander beabstandete, durch einen Rahmen umschlossene Wandelemente vor, durch deren Zwischenräume die Zuluft für die Gebäudelüftung geleitet wird. Die Zuluft wird dort mit einem Teil der sonst durch Wärmetransmission verlorengehenden Energie vorgewärmt und anschliessend zu einer herkömmlichen Einrichtung für die Lüftungswärmerückgewinnung mit Wärmepumpe geführt. Bei dieser Lösung sind alle Nachteile gegeben, welche eine Wärmepumpe mit sich bringt.
Ausserdem ist die Koppelung der Funktionen Heizen und Lüften miteinander ein regelungstechnischer Nachteil. Ferner sind die Oberflächen der Zwischenräume im beschriebenen Wandorgan relativ teuer in der Herstellung, weil sie dauerhaft niedrigen Strahlungswärmeaustausch aufweisen müssen.
Eine andere Lösung zur Verringerung der Wärmetransmission ist in der DE 30 01 023 A1 beschrieben, welche eine Anlage zur Nutzung der Sonnenenergie mit in mindestens einer Bahn geführtem, strömungsfähigem, durch die Sonne erwärmbarem Arbeitsmittel vorsieht, wobei sich die Bahnen zumindest über den grössten Teil der oberen und der seitlichen, vorzugsweise aber auch der unteren, äusseren Flächen des gebäudeartigen Gehäuses erstrecken, und wobei bevorzugterweise das Gehäuse zur Bildung der Bahnen doppelwandig ausgebildet ist und wobei die Aussenbahnen und die innen gelegenen Bahnen durch einen Luftspalt oder eine Isolationsschicht voneinander getrennt sind. Eine Ausführungsform sieht die Nutzung von Erd- und Grundwasserwärme vor.
Diese Lösung bedarf eines Verdichters für die als Wärmeträger verwendete Luft und ist auch sonst technisch und wirtschaftlich besonders aufwendig.
Schliesslich beschreibt die DE 27 19361 A1 einen plattenförmigen, mehrschichtigen Baukörper, der so ausgebildet ist, dass eine als Temperaturspeicher geeignete, mittlere Speicherplatte einerseits durch eine mnere Isolierplatte von einer die Innenseite des Baukörpers bildenden Innenplatte und andererseits durch eine äussere Isolierplatte von einer die Aussenseite des Baukörpers bildenden Aussenplatte getrennt ist und Anker zur Verbindung der mittleren Speicherplatte mit wenigstens der Aussenplatte zu einem räumlichen Tragwerk vorgesehen sind, wobei bevorzugterweise wenigstens die Speicherplatte und die Aussenplatte aus Beton bestehen.
Gemäss einer der dort beschriebenen Ausführungsvarianten können zwischen der Aussenplatte und der Speicherplatte und der Speicherplatte und der Innenplatte von einem Wärmeträgermedium durchströmbare Wärmeaustauscheinrichtungen vorhanden sein. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Speicherplatte selbst ein zum Beispiel an eine Dampf- oder Warmwasserheizung anschliessbares Leitungssystem aufweist. Auch diese Art von Baukörpern ist technisch aufwendig und lässt sich nicht unabhängig von einem herkömmlichen Heizsystem betreiben.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, einen Aussenbaukörper zu schaffen, dessen Wärmefluss durch den gebäudeinnenseitigen Teil der Wärmedämmung mittels Nutzung kostengünstiger, wenig umwelt- belastender und leicht verfügbarer Wärmeenergiequellen vermindert wird, der keiner aufwendigen, maschinellen Infrastruktur, wie Wärmepumpe oder Verdichter, bedarf und im übrigen auch wenig aufwendig in
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seiner Herstellung ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Aussenbaukörper der eingangs genannten Art, dessen wesentliche Merkmale darin bestehen, dass die Wärmetauscheinrichtung, bevorzugt Wärmetauschrohre, in einerzur Gebäudeinnenseite und zur Gebäudeaussenseite hin jeweils von einer Wärmedämmschicht flankierenMittelschicht angeordnet ist und mit einem Wärmeträgermedium beschick-beziehungsweise durchströmbar ist, dessen Vorlauf- und Rücklauftemperaturen zwischen den Lufttemperaturen an Innen- und Aussenseite des Aussenbaukörpers liegen.
Es wird also innerhalb der beiden Wärmedämmschichten des üblicherweise als Wand- oder Dach- schrägen- oder Deckenelement ausgebildeten Aussenbaukörpers die Temperatur durch das Wärmeträgermedium auf einem Niveau zwischen Gebäudeinnentemperatur und jeweils herrschender Aussentemperatur gehalten, welche den Wärmefluss zumindest von der Gebäudeinnenseite her vermindert. Üblicherweise sind in der Mittelschicht Rohre für den Fluss des Wärmeträgermediums angeordnet.
Für die Beheizung der Gebäudeinnenräume besonders bevorzugt ist ein Aussenbaukörper gemäss Anspruch 2. wobei die Mittelschicht durch eine direkt aus der Natur stammende Wärmeträgerflüssigkeit oder durch ein nur auf natürliche Weise im Boden oder Erdreich auf eine jeweilige Temperatur gebrachtes Wärmeträgermedium, wie Wasser oder Luft, auf eine zwischen den Temperaturen an der Aussen-und der Innenseite des Baukörpers liegende Temperatur gebracht wird, bei der der Wärmefluss durch die gebäudeinnenseitige Dämmschicht wesentlich verringert ist im Vergleich zum Wärmefluss ohne die durch den Wärmeträger erfolgende Anhebung der Temperatur in der Mittelschicht.
Die Funktion des neuen Baukörpers ist jedoch nicht auf eine Wärmeabgabe in der Mittelschicht und damit eine Verringerung des von der Gebäudeinnenseite ausgehenden Wärmeflusses nach aussen beschränkt, vielmehr kann in einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des neuen Baukörpers gemäss Anspruch 3 vorgesehen sein, denselben bei hohen Aussentemperaturen zum Kühlhalten der Innenräume. zum Beispiel während der warmen Jahreszeit oder während Hitzeperioden, mit einer Mittelschicht mit Wärmeentzugseinrichtung auszustatten ; wobei in diesem Fall die überschüssige Wärme ins Grundwasser, in ein Gewässer oder ins Erdreich abgeführt wird.
Bevorzugterweise werden für die beiden Funktionen Heizen und Kühlen nicht zwei, jeweils eigene Wärmetauschsysteme in der Mittelschicht des Baukörpers angeordnet, sondern ein einziges, für beide Funktionen geeignetes System, wie das Anspruch 4 zum Ausdruck bringt.
Werden die oberirdischen Aussenbaukörper eines Gebäudes wenigstens zum Grossteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4 ausgeführt und wird dabei die innere Wärmedämmschicht ausreichend stark dimensioniert, dann sind im Gebäude die gewünschten Innentemperaturen während der kalten Jahreszeit auch ohne ein herkömmliches Heizsystem erzielbar.
Schliesslich ist es günstig, den Aussenbaukörper-wie gemäss Anspruch 5 vorgesehen-so auszubilden, dass ihm ausser der, den vom Gebäudeinneren ausgehenden Wärmefluss verringernden, aus natürlichen Energiespeichern ohne Anwendung von Wärmepumpen oder dergleichen gespeisten Wärmetauscheinrichtung in seiner Mittelschicht zusätzlich eine Heizung üblicher Art, bevorzugt eine Solarheizung üblicher Art, zugeordnet ist.
Mit den neuen Baukörpern kann erreicht werden, dass die erforderliche Heizleistung eines zweiten Heizsystems konventioneller Art während der kältesten Monate nur wenig grösser zu sein braucht, als während der übrigen Heizperiode. Sie beträgt zum Beispiel maximal ein Viertel bis ein Drittel jener Heizlast, die das Berechnungsverfahren ÖNORM B 8135 gerechnet mit der inneren Wärmedämmschicht des neuen Aussenbaukörpers als alleiniger Wärmedämmung ergeben würde. Mit einer Solarheizung üblicher Art, bestehend aus Sonnenkollektoren, Puffer zur Speicherung des Wärmebedarfs für mehrere Tage und Wandflächenheizung als zweitem Heizsystem wären die Gesamtkosten eines Wohnhauses, welches ohne ein herkömmliches Heizsystem auskommt, voraussichtlich niedriger, als bei bekannten Konzepten, wie Saisonspeicher.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren der Senkung des vom Gebäudeinneren ausgehenden Wärmeflusses unter Einsatz der neuen Aussenbaukörper gemäss der Erfindung, wie es vom Anspruch 6 umrissen ist.
Vorteilhafte, besondere Anordnungen der Wärmetauschrohre in der Mittelschicht des Aussenbaukörpers, wie zum Beispiel nach Tichelmann, die sich dem Fachmann naheliegend ergeben, liegen natürlich ebenfalls im Rahmen der Erfindung.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert :
Dort ist in Fig. 1 und 2 schematisch ein Schnitt durch einen erfindungsgemässen Baukörper 100 gezeigt, der im einfachsten Fall mit drei Schichten 1, 2, 3 ausgebildet ist. Zur Gebäudeinnenseite I hin ist eine innere Wärmedämmschicht 1 angeordnet, zur Aussenseite A hin eine weitere Wärmedämmschicht 3 und im Bereich zwischen 1 und 3 eine Mittelschicht 2. Diese Schicht 2 ist hier von Wärmetauschrohren 25
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durchzogen, durch welche In Pfeilrichtung von mittels Pumpe 6 aus einem stehenden Gewässer 7 gefördertes Wasser 70 als Wärmeträgermedium strömt und nach dem Durchfluss wieder in das als Wärmequelle und-Speicher dienende Gewässer 7 zurückgelangt.
Die Zeichnung zeigt auch schematisch den Temperaturverlauf innerhalb des Querschnittes des erfindungsgemässen Aussenbaukörpers, wobei T, Innentemperatur im Gebäude und Ta Aussentemperatur bedeutet.
Die Temperaturverlaufskurve a zeigt - im Vergleich mit der Verlaufskurve b innerhalb eines eine Mittelschicht 2 ohne Wärmeträgermedium aufweisenden, gleichdimensionierten Baukörpers - wie beim erfindungsgemässen Baukörper durch den Mediumsdurchfluss die Temperatur der Mittelschicht 2 auf Temperaturen zwischen Vorlauftemperatur Tv und Rücklauftemperatur T, angehoben ist, wodurch der vom Gebäudeinneren oder von einer Wandflächenheizung ausgehende Wärmefluss durch die Schicht 1 und somit der Wärmebedarf von Seite des herkömmlichen Heizsystems verringert wird. Bezogen auf die Energiemenge sind die Kosten der Wärmeentnahme aus dem Gewässer 7 sehr viel niedriger, als die Kosten der Wärmeerzeugung mit dem herkömmlichen Heizsystem.
Daher wird trotz Vergrösserung des Wärmeflusses durch die Schicht 3 eine Verringerung der Betriebskosten der Heizung des Gebäudes erzielt.