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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Klimatisierung von Gebäuden, insbesondere in Gebieten mit extremen Klimas, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Sonneneinstrahlung gegen eine Gebäudewand (1) gesammelte Wärmeenergie durch Strahlung und Konvektion in schachtartigen, mit dem Aussenraum (12) kommunizierenden äusseren Umluftkammern (9) auf einen in der Wand befindlichen Wärmespeicher (11) überträgt und die Luftströmung von Aussenluft durch die äusseren Umluftkammern zwecks Regulierung des Wärmeaustausches durch Drosselorgane (6', 6") regelt, ferner dass man die Wärmeenergie des Wärmespeichers (11) wiederum durch Strahlung und Konvektion in schachtartigen, mit dem Innenraum (13) kommunizierenden inneren Umluftkammern (10) auf die letzteren durchströmende Innenraumluft überträgt und dem Innenraum (13) zuführt,
wobei man die Luftströmung in den inneren Umluftkammern (10) zwecks Regulierung des Wärmeaustausches ebenfalls durch weitere Drosselorgane (7', 7") regelt.
2. Gebäude zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundkonstruktion (1), welche eine Gebäudewand bildet, schachtartig vertikal verlaufende innere und äussere Umluftkammern (9, 10) aufweist, zwischen welchen eine Wärmespeichermasse (11) liegt, und die äusseren Umluftkammern (9) oben sowie unten mit dem atmosphärischen Aussenraum (12), die inneren Umluftkammern (10) dagegen oben und unten mit dem Gebäude Innenraum (13) kommunizieren, wobei die Umluftkammern (9, 10) wiederum oben und unten zur Regelung der Luftdurchströmungen mit Drosselorganen (6', 6", 7', 7") versehen sind, ferner dass die Umluftkammern (9, 10) einerseits durch Strahlungselemente (5) und andererseits durch der Wärmespeichermasse (11) zugekehrte, als Konvektoren wirkende Wärmeverteilerplatten (2, 3) begrenzt sind.
3. Gebäude nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungselemente (5) aus doppellagigen Bahnen bestehen, welche eine Vielzahl von als Isolatoren wirkenden, kompakten Hohlräumen (15) einschliessen, wobei im Abstand zu den Strahlungselementen (5) die mit letzteren verbundenen, wellenförmigen Wärmeverteilerplatten (2, 3) angeordnet sind.
4. Gebäude nach den Patentansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungselemente (5) aus zwei Lagen bestehen, wobei die eine Lage durch eine plane Metallfolie (5') und die andere durch eine wabenprofilförmige Me tallfolie (5") gebildet ist, wobei die Folien miteinander fest verbunden sind.
5. Gebäude nach den Patentansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (15) der Strahlungselemente (5) mit Dämmstoffen, wie Schaumkunststoff, gefüllt sind.
6. Gebäude nach den Patentansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Wärmeverteilerplatten (2, 3) aus Asbestzement bestehen und deren, den Strahlungselementen (5) zugekehrten Wellenberge mit letzteren, die der Wärmespeichermasse (11) zugekehrten Wellenberge dagegen mit der Grundkonstruktion (1) fest verbunden sind.
7. Gebäude nach den Patentansprüchen 2 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Ränder der wellenförmigen Wärmeverteilerplatten (2, 3) einander überlappen und zwischen den einander überlappenden Teilen Dichtungskörper (8) eingelegt sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Klimatisierung von Gebäuden, insbesondere in Gebieten mit extremen Klimas, und Gebäude zur Ausführung desselben. Dieser liegt die Aufgabe zugrunde, in extremen klimatischen Gebieten stehende Gebäude ohne relativ komplizierte, teure technische Anlagen und ohne besondere Energiemittel zu klimatisieren.
Das Kennzeichen des Verfahrens besteht darin, dass man durch Sonneneinstrahlung gegen eine Gebäudewand gesammelte Wärmeenergie durch Strahlung und Konvektion in schachtartigen, mit dem Aussenraum kommunizierenden äusseren Umluftkammern auf einen in der Wand befindlichen Wärmespeicher überträgt und die Luftströmung von Aussenluft durch die äusseren Umluftkammern, zwecks Regulierung des Wärmeaustausches, durch Drosselorgane regelt, ferner dass man die Wärmeenergie des Wärmespeichers wiederum durch Strahlung und Konvektion in schachtartigen, mit dem Innenraum kommunizierenden inneren Umluftkammern auf die letzteren durchströmende Innenluft überträgt und dem Innenraum zuführt, wobei man die Luftströmung in den inneren Umluftkammern zwecks Regulierung des Wärmeaustausches ebenfalls durch weitere Drosselorgane regelt.
Das Gebäude zur Ausführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine Grundkonstruktion, welche eine Gebäudewand bildet, schachtartig vertikal verlaufende innere und äussere Umluftkammern aufweist, zwischen welchen eine Wärmespeichermasse liegt, und die äusseren Umluftkammern oben wie unten mit dem atmosphärischen Aussenraum, die inneren Luftkammern dagegen oben und unten mit dem Gebäude-Innenraum kommunizieren, wobei die Umluftkammern wiederum oben und unten zur Regelung der Luftdurchströmungen mit Drosselorganen versehen sind, ferner, dass die Umluftkammern einerseits durch Strahlungselemente und andererseits durch der Wärmespeichermasse zugekehrte, als Konvektoren wirkende Wärmeverteilplatten begrenzt sind.
In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch eine Aussenwand der Baukonstruktion;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach Linie II-II in Fig. 1, und
Fig. 3 eine Einzelheit in grösserem Massstab.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine äussere Wand unter Verwendung einer skelettartigen, statischen Grundkonstruktion 1 konventioneller Bauart erstellt. Im Inneren der Grundkonstruktion sind Wärmeverteilerplatten 2, 3 aus Asbestzement, wie Eternit als Schalung einer Wärmespeichermasse 10 mittels Schrauben 4 befestigt. Die Wärmeverteilerplatten 2, 3 sind gewellt und auf den nach aussen gerichteten Wellenbergen ist ein doppellagiges, Hohlräume 15 in sich schliessendes Isolier- und Wärme-Strahlungselement 5 festgelegt. Letzteres besteht aus einer wabenprofilförmig gepressten Alufolie 5' und einer planen Alufolie 5", zwischen welchen die Hohlräume 15 liegen. Die plane Folie 5" ist mit der wabenprofilförmigen Folie 5' durch Kleben oder Verschweissen verbunden und zweckmässig vorfabriziert.
Als Aussenverkleidung der Wandkonstruktion dienen sowohl als Hitzeschild als auch zur Aufheizung dienende Aussen-Verkleidungsplatten 6, welche mit der Folie 5" des Strahlungs elementes 5 nach bekannter Art, und zwar vorteilhaft durch Kleben, verbunden sind. 7 sind Innenraum-Verkleidungsplat ten, welche auf der dem Innenraum 13 zugekehrten Seite vorgesehen sind. Diese Verkleidungsplatten 7 sind ebenfalls mit einer planen Folie 5" des zugehörigen Isolier- und Strahlungs elementes 5 durch Kleben verbunden. Zwischen die sich ge genseitig überlappenden vertikalen Ränder der Wärmevertei lerplatten 2 bzw. 3 sind Dichtungsbänder 8 eingelegt. 9, 10 sind vertikale, durch die Wärmeverteilerplatten 2 bzw. 3 einerseits und das Isolier- und Strahlungselement 5 anderer seits begrenzte, schachtartige Umluftkammern. Die Eintritts öffnungen 2, bzw. 3' der Umluftkammern 9, 10 befinden sich
unten und sind durch Drosselklappen 6', 7' schliessbar. Die Austrittsöffnungen 2" bzw. 3" der Umluftkammern liegen oben und sind durch Drosselklappen 6" bzw. 7" regelbar.
Der gesamte Hohlraum der skelettartigen Grundkonstruktion 1, welcher durch die Wärmeverteilerplatten 2, 3 begrenzt wird, ist mit einer Wärmespeichermasse 11, die aus Sand oder kleinkörnigem stein- oder schlackenartigem Schüttgut besteht, ausgefüllt.
Für die Grundkonstruktion 1 ist Holz geeignet, selbstredend ist auch ein anderer Baustoff, wie Beton, Metall oder dergleichen verwendbar. Die Verkleidungsplatten 6 wirken als Hitzeschild zur Aufnahme der Sonneneinstrahlung. Die Wärme der Verkleidungsplatten 6 wird direkt dem Strahlungselement 5 übertragen, welches durch Strahlung und Konvektion einen Wärmeaustausch mit dem Luftstrom bewirkt, welcher die Umluftkammern 9, 10 durchströmt, wie die Pfeile in Fig. 1 erkennen lassen. Der direkte Kontakt der Wärmeverteilerplatten 2 mit der Wärmespeichermasse 11 bewirkt die Erwärmung der letzteren.
Die Aufgabe der dem atmosphärischen Aussenraum 12 zugekehrten Umluftkammern 9 besteht nicht nur im Aufheizen der Wärmespeichermasse 11 durch die z. B. tagsüber aufsteigende Warmluft, sondern ebenso auch als sekundäre Isolation, die einerseits den Kaltlufteinfluss von aussen in Nachtund Winterzeiten, anderseits aber auch den Wärmeverlust der Wärmespeichermasse 11 zu reduzieren vermag. Die dem Innenraum 13 zugekehrten Luftkammern 10 ermöglichen, die Temperatur im ersteren zu regulieren und zu klimatisieren.
So kann beispielsweise der Innenraum 13 bei Bedarf in der Nacht mittels des aufsteigenden Warmluftstromes aus der Speichermasse 11 beheizt werden. Die Umluftkammern 9, 10 wirken aber ebenso bei geschlossenen Drosselklappen 6', 6" bzw. 7', 7" als wertvolle sekundäre Isolatoren und verhindern so den Speicherwärmeabfluss mit dem damit verbundenen Wärmeverlust.
Der Wärmespeichermasse 11 fällt die Aufgabe zu, die durch Sonneneinwirkung erzeugte Aussenwärme regulierbar aufzunehmen, zu speichern und Wärmeenergie nach Wunsch und Bedarf an den Innenraum 13 abzugeben. Die Fähigkeit und die Dauer der Speicherung der Wärmespeichermasse 11 ist vom Volumen sowie der Beschaffenheit der letzteren abhängig. Die Wärmespeichermasse wird zweckmässig den örtlichen Klimaverhältnissen angepasst, indem man diese grösser oder kleiner hält, und dieWandmasse entsprechend dimensioniert. Zur Schaffung der Umluftkammern 9, 10 sind Wärmeverteilerplatten 2, 3 aus Asbestzement besonders vorteilhaft, die beidseitig auf die statische Grundkonstruktion 1 nach bekannter Art montiert sind. Diese Wärmeverteilerplatten 2, 3 erfüllen gleichzeitig auch die Funktion einer Wandverschalung zur Aufnahme der Speichennasse 11.
Aus physikalischen Gründen bestehen die dem Aussenraum 12 zugekehrten Verkleidungsplatten 6 aus Asbestzement, die den Innenraum 13 begrenzenden Innenverkleidungsplatten 7 zweckmässig aus Holz.
Die Verkleidungsplatten 6 sollen weiter gleichzeitig mehrere wichtige Funktionen erfüllen, es sind dies: - Aussenverkleidung (als Fassadenoberfläche), - Hitzeschild gegen übermässige direkte Sonneneinstrah lung, - Wärmeplatte zur Regulierung der Umlufttemperatur in den Umluftkammern 9 und 10.
Die Verkleidungsplatten 7 bestehen aus ästhetischen und physikalischen Gründen mit Vorteil aus Holz. Selbstredend sind auch andere Materialien für die Verkleidungsplatten 7 geeignet, sofern sie einen ähnlichen Isolationswert besitzen.
Diese beiden Verkleidungsplatten 6 und 7 sind einfach und nach konventioneller Art montiert. Zu beachten ist allerdings, dass bei diesen Verkleidungsplatten 6, 7 die Dilatation zwischen letzteren und den Wärmeverteilerplatten 2 bzw.
3 jeweils durch einen temperaturfesten und alterungsbeständigen Gleit- und Dichtungsstreifen 14, Fig. 1, gewährleistet wird.
Um die Wärmeabgabe in den Nacht- und Winterzeiten an den atmosphärischen Aussenraum 12 zu verhindern, wurde eine unkonventionelle Lösung entwickelt, die auf der Wärmestrahlung, verbunden mit primärer Isolation, basiert.
Dieser Effekt wird im wesentlichen durch das zweilagige Wärme-Strahlungselement 5 im Bereich der Umluftkammern 9, 10, welch letztere durch Wärmeverteilerplatten 2, 3 begrenzt sind, erzielt.
Das Strahlungselement 5 ist auf die Innenseite der Verkleidungsplatten 6, 7 geklebt und das erstere übernimmt für die Umluftkammern 9 bzw. 10 drei wesentliche Funktionen, es sind dies: - die grösstmögliche Wärme-Strahlung resp. Reflektion und damit die Rückführung flüchtiger Speicherwärme zur
Wärmespeichermasse 11, durch die wabenprofilförmige Alufolie 5' und durch das
Aufkleben der planen Alufolie 5" bilden sich zwischen den beiden Lagen viele kompakte Luftkammern 15 resp.
Hohlräume, die als Isolatoren wirken. Um deren Wir kungsgrad zu erhöhen, können die Luftkammern 15 mit durch Punkte markiertem Dämmstoff, wie Polystyrol
Kunststoffschaum oder dgl., gefüllt sein, - das Strahlungselement 5 wird auf die Innenseite der äus seren Verkleidungsplatten 6, welche als Hitzeschild wir ken, geklebt. Dadurch entsteht zwischen der Verkleidungs platte 6 einerseits und der Alufolie 5" andererseits eine innige Kontaktverbindung mit direktem Wärmeaustausch, wobei die Wärme der Verkleidungsplatte 6 unmittelbar auf die Alufolien 5", 5' übertragen wird. Durch den regu lierbaren Luftstrom in den Umluftkammern 9 kann über flüssige Wärmeenergie dosiert wieder an den atmosphäri schen Aussenraum 12 abgeführt werden.
Die Wahl des Wabenprofils der Alufolie 5' hat zwei wesentliche Vorteile: - einerseits wird der Wirkungsgrad der Strahlung erhöht, wozu die vergrösserte Oberfläche des Wabenprofils bei trägt, - andererseits wird eine primäre Isolation durch die vielen geschlossenen, als Isolatoren wirkenden Luftkammern 15 geschaffen.
Die plane Alufolie 5" erfüllt von allem zwei wesentliche Aufgaben: - erstens dient sie als Abschlussfolie der Luftkammern 15, - zweitens als Diffusionssperre (Wasserdampfsperre) gegen über den Luftkammern 15, im Falle diese mit Dämmstoff ausgeschäumt sind.
Für die dem Innenraum 13 zugekehrten Umluftkammern 10 beschränken sich die Funktionen des zugeordneten Strahlungselementes 5 hauptsächlich auf folgendes: - Strahlung der Wärme des Innenraumes 13 an den Luft strom, welcher durch die Umluftkammer 10 fliesst, Kon vektion mit der Wärmespeichermasse 11, - primäre Isolation.
Die Regulierung des Luftdurchzuges in den Umluftkammern 9 und 10 erfolgt durch die Betätigung der unteren und der oberen Drosselklappen 6', 7' bzw. 6", 7", wobei die Thermik eine natürliche und immer funktionierende Umwälzung bezw. Luftbewegung ohne besondere Hilfsmittel bewirkt. Die kältere oder Kaltluft tritt durch die unteren Eintrittsöffnungen 2', 3' ein und zieht nach Passierung der Umluftkammern durch die oberen Austrittsöffnungen 6", 7" wieder aus. Ist z. B. bei der Umluftkammer 9 ein Wärmeschutz notwendig, so sind die Drosselklappen 6', 6" maximal zu öffnen. Wird jedoch ein Kälteschutz durch die Umluftkammern 9 notwen dig, so sind die Drosselklappen 6', 6" gänzlich zu schliessen, wobei die eingeschlossenen Lufträume in ersteren als sekundäre Isolatoren wirken.
Bei der Auswahl der Materialien für die Baukonstruktion ist in erster Linie das physikalische Materialverhalten unter extremen Bedingungen, die mechanischen und statischen Beanspruchungsmöglichkeiten und nicht zuletzt die Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen.
Wenn für die Wärmeverteilerplatten 2, 3 und die Platten 6 Asbestzementprodukte, wie die im Handel befindlichen Eternit -Platten verwendet werden, so aus der Erkenntnis, dass diese die erwähnten und vielen weiteren Anforderungen, wie Wetterfestigkeit, Wasserbeständigkeit, Feuerfestigkeit, Bearbeitung (Nageln, Sägen) in einem optimalen Mass zu erfüllen vermögen.
Sand als Wärmespeichermasse zu verwenden, dürfte für die meisten Länder extremer klimatischer Verhältnisse geeignet sein, denn dasselbe liegt normalerweise in mittel- oder unmittelbarer Nähe des Bauplatzes, so dass keine Materialbeschaffungsprobleme oder auch keine hohen Transportspesen anfallen. Als Kosten sind lediglich geringe Aufbereitungsarbeiten für das Material der Wärmespeichermasse zu berücksichtigen, die von lokalen, ungelernten Arbeitskräften ausführbar sind. Selbstredend ist auch anderes körniges Schüttgut geeignet, das gleiche oder ähnliche Eigenschaften besitzt wie Sand.
DieWandkonstruktion ist weitgehend und in ihren Hauptbestandteilen aus normierten, vorfabrizierten Einheiten gebildet und kann verhältnismässig rasch und billig gebaut werden.
Die Strahlungselemente und die Wärmeverteilerplatten lassen sich beim Transport teilweise ineinanderfügen und nehmen damit relativ wenig Raum in Anspruch.
Die Montagearbeiten der beschriebenen Wandkonstruktion sind einfach und lassen sich ohne weiteres durch Arbeiter ohne baufachliches Können bei entsprechender Aufsicht relativ rasch ausführen, so dass die Baukosten niedrig sind, wir es zur Wirtschaftlichkeit eines Bauwerks erwünscht ist.
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PATENT CLAIMS
1. A method for air conditioning buildings, in particular in areas with extreme climates, characterized in that thermal energy collected by solar radiation against a building wall (1) is generated by radiation and convection in shaft-like external recirculation chambers (9) communicating with the outside space (12) a heat accumulator (11) located in the wall and the air flow of outside air through the outer circulating air chambers for the purpose of regulating the heat exchange through throttling devices (6 ', 6 "), furthermore that the heat energy of the heat accumulator (11) is in turn by radiation and convection in shaft-like inner circulating air chambers (10) communicating with the interior space (13) transfers to the interior air flowing through the latter and supplies it to the interior space (13),
whereby the air flow in the inner circulating air chambers (10) is also regulated by further throttle elements (7 ', 7 ") for the purpose of regulating the heat exchange.
2. Building for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a basic structure (1) which forms a building wall, shaft-like, vertically extending inner and outer air circulation chambers (9, 10), between which a heat storage mass (11) is located, and the outer circulating air chambers (9) above and below communicate with the atmospheric outside space (12), while the inner circulating air chambers (10) communicate above and below with the building interior (13), the circulating air chambers (9, 10) again above and below for regulation of the air throughflows are provided with throttling devices (6 ', 6 ", 7', 7"), furthermore that the circulating air chambers (9, 10) are provided on the one hand by radiation elements (5) and on the other hand by the heat storage mass (11) facing heat distribution plates acting as convectors ( 2, 3) are limited.
3. Building according to claim 2, characterized in that the radiation elements (5) consist of double-layer sheets which enclose a large number of compact cavities (15) acting as insulators, the spacing from the radiation elements (5) connected to the latter, wave-shaped heat distribution plates (2, 3) are arranged.
4. Building according to claims 2 and 3, characterized in that the radiation elements (5) consist of two layers, one layer being formed by a flat metal foil (5 ') and the other by a honeycomb profile-shaped metal foil (5 ") , the foils are firmly connected to one another.
5. Building according to claims 2 to 4, characterized in that the cavities (15) of the radiation elements (5) are filled with insulating materials, such as foam plastic.
6. Building according to claims 2 to 4, characterized in that the wave-shaped heat distribution plates (2, 3) are made of asbestos cement and their, the radiation elements (5) facing wave peaks with the latter, the heat storage mass (11) facing wave peaks, however, with the basic structure (1) are firmly connected.
7. Building according to claims 2 to 4 and 6, characterized in that the vertical edges of the wave-shaped heat distribution plates (2, 3) overlap each other and sealing bodies (8) are inserted between the mutually overlapping parts.
The present invention relates to a method for air conditioning buildings, in particular in areas with extreme climates, and buildings for carrying out the same. This is based on the task of air-conditioning buildings in extreme climatic areas without relatively complicated, expensive technical systems and without special energy resources.
The characteristic of the process is that the heat energy collected by solar radiation against a building wall is transferred by radiation and convection in shaft-like, external circulating air chambers that communicate with the outside space to a heat accumulator located in the wall, and the air flow of outside air through the external circulating air chambers for the purpose of regulating the Heat exchange, regulated by throttling devices, furthermore that the thermal energy of the heat accumulator is in turn transferred by radiation and convection in shaft-like, inner circulating air chambers communicating with the interior to the interior air flowing through the latter and supplied to the interior, whereby the air flow in the inner circulating air chambers for the purpose of regulating the heat exchange also regulates by other throttle organs.
The building for the execution of the method is characterized in that a basic construction, which forms a building wall, has shaft-like, vertically extending inner and outer air circulation chambers, between which there is a heat storage mass, and the outer air circulation chambers above and below with the atmospheric outside space, the inner air chambers on the other hand, communicate with the building interior at the top and bottom, the recirculating air chambers in turn being provided with throttling devices at the top and bottom to regulate the air flow, and furthermore that the recirculating air chambers are limited on the one hand by radiation elements and on the other hand by heat distribution plates that face the heat storage mass and act as convectors.
In the drawings, an example embodiment of the subject matter of the invention is shown, namely show:
1 shows a horizontal section through an outer wall of the building structure;
Fig. 2 is a vertical section along line II-II in Fig. 1, and
3 shows a detail on a larger scale.
In the illustrated embodiment, an outer wall is created using a skeletal, static basic structure 1 of conventional design. In the interior of the basic construction, heat distribution plates 2, 3 made of asbestos cement, such as Eternit, are fastened as a form of a heat storage mass 10 by means of screws 4. The heat distribution plates 2, 3 are corrugated and on the outwardly directed wave crests a double-layered insulating and heat-radiating element 5, which closes in cavities 15, is fixed. The latter consists of a honeycomb-shaped aluminum foil 5 'and a flat aluminum foil 5 ", between which the cavities 15 are located. The flat foil 5" is connected to the honeycomb-shaped foil 5' by gluing or welding and is expediently prefabricated.
The outer cladding of the wall construction serves both as a heat shield and as an external cladding panels 6 which are used for heating and which are connected to the film 5 ″ of the radiation element 5 in a known manner, advantageously by gluing. 7 are interior cladding panels which are attached to the side facing the interior space 13. These cladding panels 7 are also connected to a flat film 5 ″ of the associated insulating and radiation element 5 by gluing. Between the mutually overlapping vertical edges of the heat distribution plates 2 and 3, sealing strips 8 are inserted. 9, 10 are vertical, shaft-like circulating air chambers limited by the heat distribution plates 2 and 3 on the one hand and the insulating and radiation element 5 on the other hand. The inlet openings 2 and 3 'of the circulating air chambers 9, 10 are located
below and can be closed by throttle flaps 6 ', 7'. The outlet openings 2 "and 3" of the circulating air chambers are on top and can be regulated by throttle valves 6 "and 7".
The entire cavity of the skeletal basic structure 1, which is delimited by the heat distribution plates 2, 3, is filled with a heat storage mass 11, which consists of sand or small-grain, stone-like or slag-like bulk material.
Wood is suitable for the basic construction 1; of course, another building material such as concrete, metal or the like can also be used. The cladding panels 6 act as a heat shield for absorbing solar radiation. The heat of the cladding panels 6 is transferred directly to the radiation element 5, which, through radiation and convection, effects a heat exchange with the air flow which flows through the circulating air chambers 9, 10, as the arrows in FIG. 1 indicate. The direct contact of the heat distribution plates 2 with the heat storage mass 11 causes the latter to be heated.
The task of the atmospheric outer space 12 facing recirculation chambers 9 is not only to heat the heat storage mass 11 by the z. B. warm air rising during the day, but also as secondary insulation, which on the one hand is able to reduce the influence of cold air from outside in night and winter times, but on the other hand also reduce the heat loss of the heat storage mass 11. The air chambers 10 facing the interior 13 allow the temperature in the former to be regulated and air-conditioned.
For example, the interior 13 can be heated at night by means of the rising warm air flow from the storage mass 11 if required. The circulating air chambers 9, 10, however, also act as valuable secondary insulators when the throttle valves 6 ', 6 "or 7', 7" are closed and thus prevent the accumulator heat flow with the associated heat loss.
The heat storage mass 11 has the task of absorbing the outside heat generated by the action of the sun in a controllable manner, storing it and releasing heat energy to the interior 13 as desired and required. The ability and duration of the storage of the heat storage mass 11 depends on the volume and the nature of the latter. The heat storage mass is suitably adapted to the local climatic conditions by keeping it larger or smaller and dimensioning the wall mass accordingly. To create the circulating air chambers 9, 10, heat distribution plates 2, 3 made of asbestos cement, which are mounted on both sides of the static basic structure 1 in a known manner, are particularly advantageous. These heat distribution plates 2, 3 at the same time also fulfill the function of a wall cladding for receiving the spoke mass 11.
For physical reasons, the cladding panels 6 facing the outer space 12 are made of asbestos cement, the inner lining panels 7 delimiting the interior space 13 are expediently made of wood.
The cladding panels 6 should also fulfill several important functions at the same time, these are: - external cladding (as a facade surface), - heat shield against excessive direct sunlight, - hot plate for regulating the circulating air temperature in the circulating air chambers 9 and 10.
The cladding panels 7 are advantageously made of wood for aesthetic and physical reasons. Of course, other materials are also suitable for the cladding panels 7, provided they have a similar insulation value.
These two cladding panels 6 and 7 are installed simply and in a conventional manner. It should be noted, however, that with these cladding panels 6, 7 the dilation between the latter and the heat distribution panels 2 or
3 is ensured by a temperature-resistant and aging-resistant sliding and sealing strip 14, FIG. 1.
In order to prevent the release of heat to the atmospheric outer space 12 during the night and winter, an unconventional solution was developed that is based on thermal radiation combined with primary insulation.
This effect is essentially achieved by the two-layer heat radiation element 5 in the area of the circulating air chambers 9, 10, the latter being delimited by heat distribution plates 2, 3.
The radiation element 5 is glued to the inside of the cladding panels 6, 7 and the former takes on three essential functions for the circulating air chambers 9 and 10, these are: - the greatest possible heat radiation, respectively. Reflection and thus the return of volatile storage heat to
Heat storage mass 11, through the honeycomb profile-shaped aluminum foil 5 'and through the
Gluing the planar aluminum foil 5 ″, many compact air chambers 15, respectively, form between the two layers.
Cavities that act as insulators. In order to increase their efficiency, the air chambers 15 with insulation material marked by dots, such as polystyrene
Plastic foam or the like. Be filled - the radiation element 5 is glued to the inside of the outer lining panels 6, which we ken as a heat shield. This creates an intimate contact connection with direct heat exchange between the cladding plate 6 on the one hand and the aluminum foil 5 "on the other hand, the heat of the cladding plate 6 being transferred directly to the aluminum foils 5", 5 '. The regulatable air flow in the circulating air chambers 9 can be dosed back to the atmospheric outer space 12 via liquid thermal energy.
The choice of the honeycomb profile of the aluminum foil 5 'has two major advantages: - on the one hand, the efficiency of the radiation is increased, to which the enlarged surface of the honeycomb profile contributes, - on the other hand, primary insulation is created by the many closed air chambers 15 acting as insulators.
The flat aluminum foil 5 ″ fulfills two essential tasks: - Firstly, it serves as a sealing film for the air chambers 15, - Secondly, as a diffusion barrier (water vapor barrier) against the air chambers 15, if these are filled with insulation.
For the air circulation chambers 10 facing the interior space 13, the functions of the associated radiation element 5 are mainly limited to the following: - Radiation of the heat of the interior space 13 to the air stream flowing through the air circulation chamber 10, Kon convection with the heat storage mass 11, - primary insulation.
The regulation of the air flow in the circulating air chambers 9 and 10 is carried out by actuating the lower and upper throttle valves 6 ', 7' and 6 ", 7", respectively, with the thermals being a natural and always functioning circulation. Air movement caused without special aids. The colder or cold air enters through the lower inlet openings 2 ', 3' and, after passing through the circulating air chambers, is withdrawn through the upper outlet openings 6 ", 7". Is z. If, for example, thermal protection is required in the circulating air chamber 9, the throttle flaps 6 ', 6 "should be opened to the maximum. If, however, protection against the cold through the circulating air chambers 9 is necessary, the throttle flaps 6', 6" must be closed completely, with the enclosed ones Air spaces in the former act as secondary isolators.
When selecting the materials for the building construction, the physical behavior of the material under extreme conditions, the mechanical and static load possibilities and, last but not least, the economic efficiency must be taken into account.
If asbestos cement products, such as the commercially available Eternit panels, are used for the heat distribution panels 2, 3 and the panels 6, it is based on the knowledge that these meet the aforementioned and many other requirements, such as weather resistance, water resistance, fire resistance, processing (nailing, sawing ) are able to fulfill to an optimal degree.
Using sand as a heat storage mass should be suitable for most countries with extreme climatic conditions, because it is usually located in the middle or immediate vicinity of the construction site, so that there are no material procurement problems or high transport costs. The only costs to be taken into account are minor processing work for the material of the heat storage mass, which can be carried out by local, unskilled workers. Of course, other granular bulk material is also suitable, which has the same or similar properties as sand.
The wall construction is largely and in its main components formed from standardized, prefabricated units and can be built relatively quickly and cheaply.
The radiation elements and the heat distribution plates can be partially inserted into one another during transport and thus take up relatively little space.
The assembly work of the wall construction described is simple and can easily be carried out relatively quickly by workers without building skills with appropriate supervision, so that the construction costs are low, as is desirable for the economy of a building.