DD156380A1

DD156380A1 - ROOF / WALL ELEMENTS FOR ENVIRONMENTAL USE

Info

Publication number: DD156380A1
Application number: DD22767681A
Authority: DD
Inventors: Herbert Scheel; Guenter Wolf; Hans-Joachim Pfaff; Peter Willmann; Guenter Plail
Original assignee: Herbert Scheel; Guenter Wolf; Pfaff Hans Joachim; Peter Willmann; Guenter Plail
Priority date: 1981-02-17
Filing date: 1981-02-17
Publication date: 1982-08-18

Abstract

Ziel der Erfindung ist, Elemente zur Umweltenergienutzung in die Konstruktion der vorgefertigten Umhuellungselemente einzuordnen und damit thermodynamische, statische und Bauwerksschutzfunktionen zu integrieren. Gleichzeitig besteht die Moeglichkeit, bei dieser direkten Einordnung, Transmissionswaermeverluste, die von innen nach aussen an die Umgebung abgegeben werden, in diesen Absorptionsprozess einzubeziehen und sie weitgehend mit diesem System als Waerme zu nutzen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Gesamtanlagenkosten aber insbesondere die Montagezeiten von Elementen zur Umweltenergienutzung weitgehend zu verkuerzen, d.h. die Montage dieser Elemente bereits in den Vorfertigungsprozess der Umhuellungskonstruktionselemente und der Bauwerksmontage einzuordnen.The aim of the invention is to classify elements for environmental energy use in the construction of prefabricated wrapping elements and thus to integrate thermodynamic, static and structural protection functions. At the same time, with this direct classification, it is possible to incorporate transmission heat losses, which are emitted from the inside to the outside into the environment, into this absorption process and to use them largely with this system as a heat. A further object of the invention is to substantially reduce overall equipment costs, but in particular assembly times of environmental energy use elements, i. Allocating the assembly of these elements already in the prefabrication process of the Umhüllungskonstruktionselemente and the building assembly.

Description

T it el der ErfindungT it the invention

Dach- bzw· Wandelement zur UmweltenergienutzungRoof or wall element for the use of environmental energy

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Gestaltung von Umhüllungselementen für Gebäude unter Einbeziehung von Funktionen der Umweltenergie nut zung wie Solarstrahlung, AuJSenluf tenthalpie, Enthalpie des Kegensoder V/indes bzw. Transmissionswärmeabsorption vorzugsweise mit Hilfe von Wärmepumpen und wenn zweckmäßig in Verbindung mit Speicher gemäB Figur 1a und 1b.The invention relates to the design of cladding elements for buildings using functions of the environmental energy utilization such as solar radiation, AuJSenluf tenthalpie, enthalpy of Kegensoder V / indes or transmission heat absorption preferably by means of heat pumps and when appropriate in conjunction with memory according to Figure 1a and 1b.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bs ist bekannt, Elemente zur Nutzung von Umweltenergie anzuwenden, z, B. Solarkollektoren und Solarabsorber, und diese zusätzlich in der Nähe von Gebäuden, an Gebäuden oder in Gebäudeteilen anzuordnen. Diese Lösung ist vergleichsweise investitionskostenaufwendig, da zur Aufnahme dieser Elemento zusätzlich Konstruktionen am Gebäude oder in Gebäudeteilen erforderlich sind und die Eigenstatik bzw. Eigenfestigkeit der Umweltenergienutzungselemente nicht in die Gebäudekonstruktion einbezogen werden können. Es sind weiterhin Lösungen bekannt, bei denen in Form der Baustellenmontage Solarenergie- oder Umweltenergienutzungöeinrichtungen in Dach- bzw. Wandkonstruktionen eingeordnet werden. Die Bezeichnung derartiger Elemente sind "Solardächer" bzw« Solarwände" oder ⁿWärmGdäche.t^>n bzw. "Wärmewände". Die einzelnen Elemente dieser Montagekonstruktion sind jeweils determiniert und erfüllen nur jeweils eine eigenständige Aufgabe, 3_e B. statische Funktionen, thermodynamische Funktionen, Schüfe ?.£unkt ionen gegen Witterung se inflüsss usw.Bs is known to apply elements for the use of environmental energy, such as solar collectors and solar absorbers, and to arrange these additionally in the vicinity of buildings, buildings or parts of buildings. This solution is relatively expensive investment costs, since to accommodate this Elemento additional constructions on the building or parts of buildings are required and the Eigenstatik or inherent strength of the environmental energy use elements can not be included in the building construction. There are also known solutions in which in the form of construction site solar energy or Umweltenergienutzungöeinrichtungen are classified in roof or wall constructions. The designation of such elements are "solar roofs" or "solar panels" or ⁿ ^{WärmGdäche.t> n} or "heat walls". The individual elements of this mounting structure are each determined and comply with only one independent task, 3 _e as static functions, thermodynamic functions , Schüfe?. £ Unction against weather conditions, etc.

Feiterh-Ln sind Lösungen bekannt, über Fassadenbauelemente (z. B· analog Offeniegungsschrift 26 22 542) eine Be- und Entlüftung von Räumen in der Form zu realisieren, daß infolge eines Druckunterschiedes ein Luftaustausch realisiert wird, der Qe nach Temperaturbedingungen die Transmissionswärmeströme durch das Wandelement aufnimmt und entweder aus dem Raum oder in den Raum führt. Mit diesen Elementen ist jedoch eine gezielte Umweltenthalpienutzung nicht möglich, sondern lediglich ein Luftaustausch mit Abwärmenutzung, In der Offenlegungsschrif t 29 32 628 wird eine Erhöhung der Speicherfähigkeit der Eassadenleichtbauelemente dahingehend vorgeschlagen, daß hinter einer wärmedämmenden Außenhaut vorzugsweise ein Wasserkanalsystern angeordnet wird, um diese Wasservolumen bzw, in Verbindung mit linearem Wasseruml'aufsystem die thermische Trägheit eines Fassadenleichtbauelemenfces ggf· auch noch durch Einbeziehung eines Speichersysternes zu vergrößern und trotzdem die Montage- und Transportfreundlichkeit von Raumumschließungselementen zu erhalten. Durch die hierbei gewählte Anordnung des Wassersystems an der dem Raum zugewandten Seite sind entsprechende Wärmeübertragungsvorgänge nur zwischen Raum und Wassersystem möglich und eine gezielte Umweltenthalpienutzung ist nicht vorgesehen. Der Ge samt auf bau der Fassadenelemente beschränkt sich darauf diese als Klimatisierungselemente einzusetzen nicht aber als Element zur Außenluftenthalpienutzung,Feiterh-Ln solutions are known to realize façade components (eg · analog Offenlegungsschrift 26 22 542) aeration and ventilation of rooms in the form that an air exchange is realized due to a pressure difference, the Qe after temperature conditions, the transmission heat flows through the Wall element picks up and leads either from the room or in the room. With these elements, however, a targeted Umweltenthalpienutzung is not possible, but only an exchange of air with waste heat, in Offenlegungsschrif t 29 32 628 an increase in the storage capacity of Eassadenleichtbauelemente proposed to the effect that behind a heat-insulating outer skin preferably a Wasserkanalsystern is arranged to this volume of water or , in conjunction with linear Wasseruml'aufsystem to increase the thermal inertia of Fassadenleichtbauelemenfces possibly even by including a Speichersystemsysternes and still get the ease of installation and transport of Raumumschließungselementen. By this chosen arrangement of the water system on the side facing the room corresponding heat transfer processes only between space and water system are possible and a targeted Umweltenthalpienutzung is not provided. The total on construction of the facade elements is limited to use these as air conditioning elements but not as an element for Außenluftenthalpienutzung,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist· Ziel der Erfindung, Elemente zur Umweltenthalpienutzung in die Konstruktion der vorgefertigten Umhüllungselemente einzuordnen und damit thermodynamische, statische und Bauwerksschutzf unkt ionen zu integrieren, .It is the object of the invention to classify elements for environmental enthalpy use in the construction of the prefabricated cladding elements and thus to integrate thermodynamic, static and structural protection functions.

Gleichzeitig besteht die Möglichkeit bei dieser direkten Einordnung, Transmissionswärmeverluste, die von innen nach außen an die Umgebung abgegeben werden, in diesen Absorptionsprozeß einzubeziehen und sie weitgehend mit diesem System zur Nutzwärme zu machen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Gesamtanlagekosten aber insbesondere Montagezeiten von Elementen zur Umweltenergienutzung weitgehend zu verkürzen, d_# h. die Montage dieser Elemente bereits in den Vorfertigungsprozeß der Umhüllungskonstruktionselemente und der Bauwerksmontage einzuordnen.At the same time there is the possibility in this direct classification, transmission heat losses, which are discharged from the inside out to the environment, to include in this absorption process and make them largely with this system to the useful heat. Another object of the invention is, but to shorten the total plant costs particular installation times of elements for sustainable energy largely, d _# h. to classify the assembly of these elements already in the prefabrication process of the envelope construction elements and the structure assembly.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Dor Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Elemente der Energieabsorption in die Baukonstruktion derart zu integrieren, daß diese Elemente im Rahmen des Bauteiles Mehrfachfunktionen übernehmen. Die Aufgabe der Einbeziehung derartiger Elemente in die Umhüllungskonstruktion wird ©rfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Rohrregister mit Plattenabdeckung, in der konventionellen Heiztechnik als Stahlplatte bezeichnet, als tragende Elemente in den Vorfertigungsprozeß eingeordnet werden. Der Nutzen dieser Lösung stellt sich insbesondere bei Dachelementen (Figur 4- und 5) noch zusätzlich so dar, daß das genannte beplankte Rohrregister weiterhin Schutzfunktionen der Außenhaut überniMat, dio gegenwärtig durch andere Baustoffe realisiert werden müssen· Ähnlich ist die Lösung bei dor Außenwandpiatte* Hier übernimmt das genannte Konstruktionselement ebenfalls Schutzfunktionen bezüglich des Eindringens von Feuchtigkeit in die Isolierung. Beim Außenwandelement (Figur 2 und 3) besteht zusätzlich dio löslichkeit, unterschiedliche Farbeffekte durch Auftragen von Farben auf die Beplankung zu erreichen. Diese Zusatzfunktionen werden vorrangig durch die spezifische Konstruktion der genannten Absorptionsplatte erreicht^ die darin be steht» die mit Wärmeträgern durchströmt fcen Rohrregister zusätzlich ijjit einem Abdeckblech zu beplanken.Dor invention is the object of integrating elements of energy absorption in the building structure such that these elements assume multiple functions within the framework of the component. The object of the inclusion of such elements in the envelope construction is achieved according to the invention in that tube register with plate cover, referred to in the conventional heating technology as a steel plate, are classified as load-bearing elements in the prefabrication process. The benefit of this solution is particularly in roof elements (Figures 4- and 5) additionally in such a way that said planked pipe register weiteriMat protective functions of the outer skin, dio currently have to be realized by other building materials · Similarly, the solution is at dor Außenwandpiatte * Here The said construction element also takes over protective functions with regard to the penetration of moisture into the insulation. In the case of the outer wall element (FIGS. 2 and 3), there is additionally a high degree of solubility to achieve different color effects by applying colors to the planking. These additional functions are primarily achieved by the specific construction of the said absorption plate, which is characterized in that the heat transfer medium flows through the tube register in addition to a cover plate.

Die Erfindung soll an 2 Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Skizzen näher erläutert werden·The invention will be explained in more detail with reference to two exemplary embodiments and the associated sketches.

Die Figur 2 zeigt den Vertikalschnitt und Figur 3 cLen Horizontalschnitt durch ein Element zur Schaffung einer Energiewand (Wandelement)· Die Figur 4 zeigt den Querschnitt und Figur 5 den Längsschnitt durch ein Element zur Schaffung eines Energiedaches (Dachelement)· Beide stellen Verbundelemente (sog· leichte Mehrschichtelemente) dar. Sie bestehen aus einer äußeren Deckschicht (5)э einer inneren Deckschicht (6) und den V/ärmedämmkern (7)· Die auf Bauwerke von außen einwirkenden natürlichen Energieguellen_f wie Sonnenstrahlung, diffuse Himmelsstrahlung, Außenluf tenthalpie und Niederschlag werden über die äußeren Deckschichten (5) absorbiert. Die aufgenommene Wärme wird über die fest mit den äußeren Deckschichten verbundenen Rohrsysteme (8) (Register) und Sammelrohren (9) und <£1O) durch flüssige bzw, gasförmige Medien energetisch genutzt. (Heizung, Warmwasserbereitung, im Sommer Kühlung) Durch die zumeist metallische äußere Deckschicht (5) und den festen Verbund mit dem Rohrsystem (8) wird die Absorberfläche über den gesamten Bereich der wärmegedämmten Außenwand bzw· des Daches ausgebildet· Dieses mit Flüssigkeit gefüllte bzw. durchströmte Rohrregister erhöht gleichzeitig in gewissem Umfang die Speicherfähigkeit der Gebäude· konstruktion aus Leichtbauelementen· Durch vorgesetzte transparente Scheiben (11) kann bei der Energiewand entweder zwischen den Scheiben (11) und äußerer Absorptionsplatte (5) ein Wärmestau (Prinzip Solarkollektor) oder eine Luftzirkula tion zur Verbesserung der Nutzung natürlicher Energiequellen insbesondere bei Betrieb mit Wärmepumpen erreicht werden. Bei der Energiewand, insbesondere aber jedoch beim Energiedach wird die durch Transmissionsverluste bei normalen Bauwerken strömende Energiemenge, die entweder von innen nach außen oder umgekehrt strömt, durch die äußere Deckschicht (5 der Absorptionsplatte in Form einer Wärmerückgewinnung aufgenommen und wieder energetisch nutzbar gemacht» (siehe auchFIG. 2 shows the vertical section and FIG. 3 c shows a horizontal section through an element for creating an energy wall (wall element). FIG. 4 shows the cross section and FIG. 5 shows the longitudinal section through an element for creating an energy roof (roof element). They consist of an outer cover layer (5) э an inner cover layer (6) and the V / ärldämmkern (7) · The externally acting on buildings from external sources of energy _f such as solar radiation, diffuse radiation, Außenhaluffehalhal and precipitation absorbed via the outer cover layers (5). The absorbed heat is energetically used by liquid or gaseous media via the pipe systems (8) (registers) and collecting pipes (9) and <1OOO connected to the outer cover layers. (Heating, hot water preparation, cooling in summer) The absorber surface is formed over the entire area of the thermally insulated outer wall or the roof by the mostly metallic outer covering layer (5) and the firm bond with the pipe system (8). By transparent tubes (11) can be at the energy wall either between the discs (11) and outer absorption plate (5) heat accumulation (solar collector principle) or a Luftzirkula tion be achieved to improve the use of natural energy sources, especially when operating with heat pumps. In the energy wall, but especially in the energy roof, the amount of energy flowing through transmission losses in normal structures, either from inside to outside or vice versa, taken by the outer cover layer (5 of the absorption plate in the form of heat recovery and energetically used again "(see also

Je nach vorhandenen Wärmepotential, Temperaturniveau und I'agesganglinie zwischen Wärme ab sorption und Wärmeverbrauch erfolgt die energetische Nutzung bzw, Umsetzung direkt oder über zwischengeschaltete Wärmespeicher und Wärmepumpen«Depending on the available heat potential, the temperature level and the instantaneous line between heat absorption and heat consumption, the energy use or conversion takes place directly or via intermediate heat storage and heat pumps. «

Claims

invention claim

Leicht · Lightweight multi-layer element, preferably for use as a roof or wall element for buildings characterized in that it comprises means for solar energy absorption, Außenluftenthalpieabsorption and transmission heat absorption and means for static and building protection functions to a system ·

2 * lightweight multi-layer element according to claim 1, characterized in that

a thermal insulation core (7) preferably made of polyurethane, an outer covering layer (5) for solar energy and external air absorption and a plane or meandering profiled inner covering layer (6) for transmission heat absorption, wherein in the thermal insulation core (7) under the outer covering layer (5) Pipe register (8) is arranged such that the tubes of the tube register (8) almost over the entire length in contact contact with the outer cover layer (5), and the outer cover layer (5) is covered by a transparent disc (11) there is a closed air space between the outer covering layer (5) and the transparent pane (11)

Lightweight multi-layer element according to claim 2, characterized by that

as pipe register (8) and outer cover layer (5) a jet plate is inserted ·

For this ^ L pages drawings