AT513695A1

AT513695A1 - Gebäude mit Blitzschutz

Info

Publication number: AT513695A1
Application number: ATA1220/2012A
Authority: AT
Original assignee: Green Tower Entwicklungs Gmbh
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-06-15

Abstract

Im Wesentlichen aus Holz bestehendes Gebäude, insbesondere ein Holzturm (1) für eine Windkraftanlage, mit einem Blitzschutz, der durch eine Auflage {2) auf den Turm (1) gebildet ist.

Description

15/11/2012 18:02 0043-1-528-42-45

BEER&PARTNER PATENTA S. 03/22

Die Erfindung betrifft ein im Wesentlichen aus Holz bestehendes Gebäude, insbesondere einen Holzturm für eine Windkraftanlage, mit einem Blitzschutz.

Dass Gebäude, insbesondere Türme für Windkraftanlagen, einen Blitzschutz benötigen, ist hinreichend bekannt, allerdings stellte diese Tatsache bisher kein Problem dar. An Türmen aus Beton wird ein üblicherweise stangenförmiger Blitzschutz, in der Regel aus massivem Metall, angebracht, und Türme aus Metall stellen ohnehin Faraday'sehe Käfige dar.

Wird jedoch Holz für die Errichtung eines Turmes verwendet, sind die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen nachteilig. Ein wesentlicher Grund hierfür ist die Notwendigkeit, das Holz vor Witterungseinflüssen aller Art zu schützen. Hierfür wird in der Regel eine Schutzschicht auf der Außenwand verwendet. Maßnahmen, die diese Schutzschicht durchdringen, wie beispielsweise Halterungen zum Anbringen eines herkömmlichen Blitzableiters, sind dabei generell schädlich und daher für einen Holzturm nicht wünschenswert. Diese negative Effekte können beispielsweise entstehende Kältebrücken sein, durch welche in der Folge von Kondenswasser an den Kältebrücken Fäulnis im Holz entsteht, oder eine Verminderung des Schutzes gegen von außen in das Gebäude dringende Feuchtigkeit.

Gleichzeitig sind aber gerade bei Türmen aus Holz die Auswirkungen eine Blitzschlages besonders kritisch. Zum einen durch den im Vergleich zu Stahl oder Beton besonders großen strukturellen Schaden, der für das Gebäude im Falle eines Blitzschlages in das Holz entstehen kann. Zum anderen durch die Brandgefahr.

Ziel der Erfindung ist es daher, einen Blitzschutz für ein im Wesentlichen aus Holz bestehendes Gebäude zu schaffen, der die oben genannten Probleme verringert.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Gebäude der eingangs 15/11/2012 17:02

P.003/022 15/11/2012 18:02 0043-1-526-42-45

BEER&PARTNER PATENTA S. 04/22 ♦ ··· • · 2 • · · • · ·

genannten Art, das die Merkmale des kennzeichnenden Teils Anspruchs 1 aufweist.

Die Verwendung einer Auflage als Blitzschutz hat zwei wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Zum einen kann mit einer Auflage ein großer Bereich des Gebäudes geschützt werden ohne dass dafür viele Einzelinstallationen notwendig sind. Zum anderen sind Auflagen nicht oder nur wenig "invasiv". Das heißt, dass die Außenwand des Gebäudes und/oder eine möglicherweise darum angeordnete Schutzschicht nicht oder nur wenig durchstoßen werden müssen, um das Gebäude mit einem Blitzschutz zu versehen. Die negativen Effekte des Durchstoßenes werden somit vermieden oder stark vermindert.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Blitzschutz nicht nur so angebracht, dass er eine Schutzschicht um den Turm nicht nur nicht durchstößt, sondern ein integraler Bestandteil der Schutzschicht ist. Dazu wird der Blitzschutz direkt in die Schutzschicht eingebettet. Dies kann bevorzugt durch die folgenden bevorzugten und vorteilhaften Ausführungsformen und Kombinationen dieser geschehen. Dabei können selbstverständlich auch weitere Formen des Gebäudeschutzes vorgesehen sein, wie zum Beispiel zusätzliche, das Gebäude vor Witterung schützende, Folien oder Anstriche.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Auflage eine Folie zum Verkleiden des Gebäudes. Diese kann gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform mit Fäden und/oder Bändern aus einem elektrisch leitfähigen Material durchsetzt sein. Es können aber auch andere elektrisch leitfähige Elemente in der Folie eingebettet sein, solange zwischen den Elementen elektrisch leitende Verbindungen bestehen.

Ergänzend oder alternativ hierzu kann die Folie selbst leitfähig sein, indem Sie beispielsweise aus intrinsisch leitfähigem Polymer besteht oder dieses enthält. 15/11/2012 17:03 3? 12 R505 P.004/022 15/11/2012 18:02 0043-1-526-42-45

BEER&PARTNER PATENTA Ξ. 05/22 • ♦ • ·· • · ·· • · • · • · ·· ·

• · · · · • · · ·· ······· 3

Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist die Auflage ein Anstrich, der elektrisch leitende Bestandteile enthält.

Dabei kann der Anstrich bevorzugt leitfähige Pigmente oder Teilchen enthalten oder alternativ oder zusätzlich aus einem leitfähigen Material bestehen. So können beispielsweise intrinsisch leitende Polymere oder Metalle ein Bestandteil des Anstriches sein.

Dabei müssen die leitfähigen Bestandteile des Anstrichs nicht zwingend flach sein oder bereits vor dem Anstreichen im Anstrich enthalten sein. So könnte beispielsweise ein Lack auf das Gebäude aufgetragen werden und auf den noch feuchten Lack die leitfähigen Bestandteile aufgebracht werden, beispielsweise kleine Metallkügelchen. Diese können dann gegebenenfalls noch mit einer Schutzschicht überzogen werden.

Eine dritte zusätzliche oder alternative Lösung ist ein auf dem Gebäude angebrachtes Gitter, dieses Gitter kann auf einer Hülle des Gebäudes aufliegen und so eine zweite Schicht der Gebäudeumhüllung bilden.

Das Gitter kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform von einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Anstrich überzogen sein. Für alle Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass die Auflage das Gebäude um seinen Umfang über wenigstens einen Teilbereich seiner Höhe bedeckt. So kann ein möglichst durchgängiger Blitzschutz geschaffen werden.

Es versteht sich für alle Ausführungsformen von selbst, dass entsprechende, aus dem Stand der Technik bekannte, Vorrichtungen vorgesehen sind, um die jeweilige Ausführungsform der Auflage zu erden. Beispielsweise kann im Bereich des Turmfußes ein elektrisch leitendes Band um diesen gelegt und geerdet sein. 15/11/2012 17:03

P.005/022 15/11/2012 18:02 0043-1-526-42-45

BEER&PARTNER PATENTA S. 06/22 • · • · • · • · · · • · · ·· · · • · · · · • · · · 4

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft weiter erläutert. Es zeigt in zum Teil stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gebäude in Form eines Turmes einer Windkraftanlage,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Gebäudewand,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Gitteranordnung für eine erfindungsgemäße Auflage,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Gitteranordnung für eine erfindungsgemäße Auflage,

Fig. 5 einen Anstrich mit Teilchen für eine erfindungsgemäße Auflage,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer Gitteranordnung für eine erfindungsgemäße Auflage und

Fig. 7 ein Gebäude nach dem Stand der Technik.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Gebäude ist im dargestellten Beispiel ein Turm 1 einer Windkraftanlage. Dieser ist, abgesehen von den erfindungsgemäßen Änderungen, wie im Stand der Technik bekannt ausgeführt. Es wird daher nur ganz allgemein angeführt, dass der eine Auflage 2 aufweisende Turm 1 auf einem Sockel 3 mit einer Tür 4 steht. Der Sockel 3 ist auf einem Fundament 5 angeordnet, um das herum sich Erdreich 6 befindet.

Auf dem Turm 1 befindet sich ein Aufsatz 7, der eine Gondel 8 mit einem Rotor 9 mit einer Nabe 10 trägt. In der Gondel 8 sind die üblichen für die Energiegewinnung erforderlichen Einrichtungen (nicht dargestellt) angeordnet. Auf der Gondel 8 befindet sich ein Blitzableiter 12, der wie im Stand der Technik ausgeführt sein kann.

Beim Blitzschutz wird üblicherweise nicht von Punkten ausgegangen, an denen ein Blitz einschlagen könnte, sondern von Äquipotentialflächen um die gedachte Spitze eines Blitzes. Diese 15/11/2012 17:04

P.006/022 07/22 15/11/2012 18:02 0043-1-526-42-45 BEER&PARTNER PATENTA S.

• · · · · · · ·· ··· ·· ·· · 5 sind üblicherweise kugelförmig. Die anzunehmende Größe dieser Kugeln kann den hierfür gängigen Normen bzw. Vorschriften entnommen werden.

Fig. 1 zeigt in Form von strichlierten Linien 13, 14 symbolisch die oben beschriebenen Äquipotentialflächen. Diese dienen zur Verdeutlichung der bei Fragen des Blitzschutzes auftretenden Probleme. Geht man davon aus, dass sowohl die Gondel 8 als auch der Rotor 9 ausreichend gegen Blitze geschützt sind, erkennt man, dass unterhalb der Linien 13, 14 Bereiche entstehen können, die nicht geschützt sind.

Im Stand der Technik werden, um diese Bereiche zu schützen, z.B. aus der Gebäudewand ragende Metallstangen oder -drahte 11 verwendet {Fig. 7). Allerdings entstehen durch deren Befestigung die eingangs beschriebenen negativen Effekte durch das Durchstoßen der Außenwand und Hülle des Gebäudes. Darüber hinaus ist eine solche Veränderung nachteilig für die aerodynamischen Eigenschaften eines Turmes. Auch können sich Vögel auf den herausstehenden Stangen niederlassen und durch auf die Hülle des Gebäudes fallenden Vogelkot kann die Hülle vorzeitig erodieren.

Eine erfindungsgemäße Auflage 2 hingegen verändert die aerodynamischen Eigenschaften des Turmes 1 nicht oder nur in vernachlässigbarem Umfang und auch die übrigen aus dem Stand der Technik erwachsenden Nachteile können nicht oder kaum entstehen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Außenwand des Gebäudes 1. Man erkennt verschiedene Naturholzschichten 15 bis 19. Diese sind üblicherweise so zueinander versetzt miteinander verleimt, dass die Faserlängsrichtung des Holzes einer Holzschicht 15 bis 19 im Wesentlichen senkrecht zur Faserrichtung der jeweils benachbarten Holzschicht 15 bis 19 ausgerichtet ist. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei Gebäuden aus Holzwerkstoffen Verwendung finden. Beispielsweise Gebäuden mit Wandelementen aus MDF oder auch aus Kompositwerkstoffen, bei denen einzelne Schichten durch Materialien ersetzt werden, die 15/11/2012 17:04 £7i2R505 P.007/022 15/11/2012 18:02 0043-1-526-42-45

BEER&PARTNER PATENTA S. 08/22

• · • · • · · · • · · · • · · · · • · ·

6 nicht Holz sind oder Holz enthalten.

Weiters zeigt die Fig. 2 die auf der äußersten Holzschicht 19 liegende Auflage 2. Diese kann aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, beispielsweise einem Polyanilin enthaltenden Lack oder einer Polyanilin enthaltenden Folie.

Unabhängig davon, ob eine auf das Gebäude aufgebrachte Folie oder ein aufgebrachter Anstrich an sich leitfähig ist oder nicht, kann die Auflage zusätzlich oder alternativ elektrisch leitfähige Bänder, Fäden oder Drähte, beispielsweise Kupferbänder oder -drähte, enthalten. Diese können als Gitter angeordnet sein. Die Figuren 3 und 4 zeigen beispielhaft zwei mögliche Gitteranordnungen 21 und 22 für eine erfindungsgemäße Auflage.

Fig. 5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung. Dabei sind in einen Anstrich 23 Teilchen 24 aus elektrisch leitfähigem Material eingebettet. Diese können beispielsweise aus einer Stahlfolie gestanzt sein.

Die Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Gitteranordnung 25 für eine erfindungsgemäße Auflage an einem erfindungsgemäßen Gebäude. Dabei verlaufen die Drähte oder Bänder im Wesentlichen vertikal und sind lediglich an Ihrer Ober- und Unterseite miteinander verbunden.

Erfindungsgemäß sind beliebige Kombinationen der beschriebenen Arten der Auflage möglich, auch in Form von mehrschichtigen oder mehrlagigen Auflagen.

Im Übrigen kann sich die Auflage auch über Abschnitte des Gebäudes erstrecken, die nicht aus Holz bestehen, beispielsweise den Betonsockel 3, den Aufsatz 7 oder die Gondel 8. 15/11/2012 17:05

P.008/022

Claims

09/22 15/11/2012 18:02 0043-1-526-42-45 BEER&PARTNER PATENTA S. • · • · • · • • ·. • • · • • • • • m • • · · • · • # ·· • ··♦ • *· • • · • · 7 Patentansprüche: 1. Im Wesentlichen aus Holz bestehendes Gebäude, insbesondere Holzturm (1) für eine Windkraftanlage, mit einem Blitzschutz, dadurch gekennzeichnet, dass der Blitzschutz durch eine Auflage (2) auf den Turm gebildet ist.
2. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (2) eine Folie zum Verkleiden des Gebäudes ist.
3. Gebäude nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit Fäden und/oder Bändern aus einem elektrisch leitfähigen Material durchsetzt ist.
4. Gebäude nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden und/oder Bänder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet und/oder gitterförmig angeordnet sind.
5. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage ein Anstrich (23) ist, der elektrisch leitende Bestandteile enthält.
6. Gebäude nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstrich (23) elektrisch leitende Pigmente oder Teilchen (24) enthält.
7. Gebäude nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstrich (23) aus elektrisch leitfähigem Material besteht.
8. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blitzschutz ein elektrisch leitfähiges Gitter aufweist.
9. Gebäude nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter von einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Anstrich (23) überzogen ist.
10. Gebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch 15/11/2012 17:05 8712R505 P. 009/022 15/11/2012 18:02 0043-1-526-42-45 BEER&PARTNER PATENTA S. 10/22 ·· · ·· ·* 9 «« ······· 9# # 9 ·· ······ « 9 • · ····« 9 9 • ♦ ····· 9 9 ·· ··· ·· ·· ··· #9*9 8 gekennzeichnet, dass die Auflage (2) das Gebäude um seinen Umfang über wenigstens einen Teilbereich seiner Höhe bedeckt. 15/11/2012 17:06 !7l2R505 P.010/022