CH700269A1

CH700269A1 - Passives Belüftungs- und Wärmerückgewinnungssystem beruhend auf selektiver Diffusion.

Info

Publication number: CH700269A1
Application number: CH00093/09A
Authority: CH
Inventors: Reto Pfeiffer
Original assignee: Reto Pfeiffer
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2010-07-30

Abstract

Vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sie die passive Belüftung von Gebäuden durch diffusive und konvektive Prozesse ermöglicht und dennoch eine effektive Wärmerückgewinnung bietet. Aufgrund einer Partialdruckdifferenz des Sauerstoffes an einer selektiven Diffusionsbarriere dringt Sauerstoff ins Gebäude, erzeugt dort einen Überdruck, worauf Innenluft durch Öffnungen (11) in der Sauerstoffmembran (10) nach aussen dringt. In einer aussenliegenden Schicht kommt es zu einem diffusiven Gegenstrom von Frisch- und Fortluft, wodurch eine Wärmerückgewinnung ermöglicht wird.

Description


  Technisches Gebiet:

  

[0001]    Die Erfindung betrifft Systeme zur Wärmerückgewinnung, Systeme zur Belüftung von geschlossenen Räumen, sowie das Gebiet der Baukonstruktion.

Stand der Technik:

  

[0002]    Um den Energiehaushalt von Gebäuden zu optimieren wird die Gebäudehülle vermehrt sehr dicht gefertigt um Wärmeverluste infolge zu hohen Luftwechsels zu vermeiden. Die Luft wird über ein Rohrsystem abgeführt. Die Wärme der Abluft wird mittels Wärmetauscher auf die Frischluft übertragen.

Darstellung der Erfindung:

  

[0003]    Das wesentliche der Vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie es ermöglicht ein Gebäude durch Diffusion durch das das Mauerwerk zu Belüften, ohne dass dadurch erhöhte Wärmeverluste entstehen. Bringt man eine mit Löchern versehene Sauerstoffmembran innen an ein Mauerwerk, kann ein diffusiver Gegenstrom im Mauerwerk erzeugt werden. Aufgrund Atmung der Bewohner sinkt im inneren eines Gebäudes der Sauerstoffgehalt. Dadurch entsteht ein Partialdruckgefälle für Sauerstoff (02) von aussen zum inneren des Gebäudes. Aufgrund dieses Partialdruckgefälles dringt Sauerstoff (nur Sauerstoff) durch die Sauerstoffmembran nach innen, der Absolute Innendruck steigt, wodurch Innenluft durch die Öffnungen (11) in der Membran (10) nach aussen dringt. So kommt es in der Aussenliegenden Schicht zu einem diffusiven Gegenstrom von Frisch und Fortluft.

   Die Wärme wird ähnlich wie in einem Plattenwärmetauscher, von der nach aussen dringenden Abluft an die Frischluft übertragen. Um einen optimalen Wärmeübertrag zu gewährleisten sollte die Aussenliegende Schicht deutlich Dicker sein als der typische Abstand I (FIG 3) zwischen zwei benachbarten Öffnungen (11). Der Wärmeübertrag kann auch durch eine oder mehrere wärmeleitende Schichten (50) verbessert werden. Die Sauerstoffmembran sollte die Eigenschaft besitzen, dass Sauerstoff (02) durch sie diffundieren kann, jedoch der Hauptbestandteil der Luft, Stickstoff (N2) nicht. Die Funktion beruht darauf, dass die Partialdruckunterschiede tatsächlich grösser sind als die durch mittlere Windgeschwindigkeiten entstehenden Staudrücke am Gebäude. Insbesondere eignet sich dieses System auch zur Unterstützung einer mechanischen Lüftung.

   Bei grossflächigem Einsatz eines solchen Bauelementes kann gänzlich auf eine mechanische Lüftung verzichtet werden und dennoch sollte eine Energieeffizienz wie bei Systemen mit klassischer Wärmerückgewinnung erreicht werden. Natürlich fällt der Energieaufwand für die Belüftung weg. Eine aussenliegende, hinterlüftete und winddichte Fassade kann den Winddruck abhalten und so das Gleichgewicht des Gegenstromes bei starken Winden sicherstellen.

Aufzählung der Zeichnungen:

  

[0004]    
<tb>FIG 1<sep>Zeigt die Anordnung der Sauerstoffmembran (10) mit Öffnungen resp. Fugen (11) und des nach aussen angrenzenden Baustoffes (20).


  <tb>FIG 2<sep>Zeigt schematisch auf wie der Stofftransport durch die Sauerstoffmembran geschieht.


  <tb>FIG 3<sep>Zeigt zwei grundsätzliche Möglichkeiten die Sauerstoffmembran resp. die selektive Diffusionsbarriere zu strukturieren.


  <tb>FIG 4<sep>Zeigt die Möglichkeit eines Dach- resp. Wandaufbaus mit dichter, aussenliegender, hinterlüfteter Schicht (40) und zusätzlicher Schicht innen (30)


  <tb>FIG 5<sep>Zeigt die Anordnung mit zusätzlicher wärmeleitenden Schicht (50) und zusätzlicher Sauerstoffmembran (60)

Index zu Figuren 1-4:

  

[0005]    
<tb>10<sep>Sauerstoffmembran / selektive Diffusionsbarriere


  <tb>11<sep>Öffnungen resp. Fugen in der Sauerstoffmembran


  <tb>20<sep>Baustoff


  <tb>30<sep>Innenliegende Deckschicht


  <tb>40<sep>Hinterlüftete Fassade


  <tb>50<sep>Wärmeleitende Schicht


  <tb>60<sep>Zusätzliche Sauerstoffmembran


  <tb>I<sep>Typische Länge

Ausführung der Erfindung:

  

[0006]    An der Innenseite einer Wand FIG 4(10), wird eine mit Öffnungen versehene Schicht einer Sauerstoffmembran aufgebracht. Eine dünner innenseitiger Verputz Beeinträchtigt die Funktion nicht, sofern die Diffusion durch diesen genügend gross ist. Als Membran kann z. B. eine perforierte Teflonfolie verwendet werden. Diese kann z.B. Gestanzt werden oder, falls speziell kleine Öffnungen erwünscht sind mit Laserstrukturierverfahren bearbeitet werden. Als Mauerwerk (20) sind sämtliche atmungsaktive Materialien geeignet, Materialien durch Welche die Luft genügend diffundiert, um eine Belüftung der Innenräume zu gewährleisten. Insbesondere offenporige Materialien, Flocken-Dämmstoff, Mineralwolle, aber auch Holz, Stein und Backsteine.

   Um den transversalen Wärmetransport in der Gegenstromschicht (20) zu verbessern kann zusätzlich ein metallisches Gewebe eingebracht werden. Eine aussenliegende, hinterlüftete Fassade kann ohne weiteres eine Diffusionsbarriere aufweisen.

Claims

1. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht eine Sauerstoffmembran enthält oder durch eine solche gegeben ist.

2. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht der Sauerstoffmembran über Öffnungen (FIG 1 (11)) verfügt.

3. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine ausserhalb der Sauerstoffmembran liegende Schicht aufweist.

4. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine innerhalb der Sauerstoffmembran liegende Schicht aufweist.

5. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der ausserhalb der Sauerstoffmembran liegenden Schichten deutlich grösser ist, als der typische Abstand (I) zweier benachbarter Öffnungen in der Sauerstoffmembran.

6. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der innerhalb der Sauerstoffmembran liegenden Schichten deutlich kleiner ist, als der typische Abstand (I) zweier benachbarter Öffnungen in der Sauerstoffmembran.

7. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenverhältnis von Sauerstoffmembran zu Öffnungen in derselben so gewählt ist, dass ein diffusiver Gegenstrom von Frisch- und Fortluft in der aussenliegenden Schicht entsteht.

8. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die mindestens eine wämeleitende Schicht aufweist.

9. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitenden Schichten durch ein metallisches Gewebe gegeben sind.

10. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1-9, die mindestens eine zusätzliche Sauerstoffmembran aufweist FIG 5 (60).

11. Selbstklebende Folie, bestehend aus einer Sauerstoffmembran mit entsprechenden Öffnungen, dadurch gekennzeichnet, dass durch anbringen an bestehendes Mauerwerk eine Baukonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 10 entsteht.

12. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffmembran durch PTFE(Teflon) gegeben ist.

13. Baukonstruktion zur Passiven Belüftung von Gebäuden und Wärmerückgewinnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese über zusätzliche Öffnungen quer durch das Mauerwerk verfügt.