DE10061229C1

DE10061229C1 - Raumdecke und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE10061229C1
Application number: DE10061229A
Authority: DE
Inventors: Donald Herbst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2020-12-02
Also published as: EP1409928A1; AU2002221904A1; ES2259504B1; ES2259504A1; WO2002044623A1

Abstract

Eine aus Deckenplatten (3) und einer Tragekonstruktion für diese bestehende Raumdecke trägt von einem Heiz- oder Kühlmedium durchströmbare rohrförmige Leitungen (2) zur Erzielung gewünschter Temperaturwerte innerhalb des Raumes. Die rohrförmigen Leitungen sind von einer dünnen wärmeleitenden Folie (1) umgeben. Diese ist zumindest mit der den Deckenplatten abgewandten Hälfte der rohrförmigen Leitungen in Kontakt und erstreckt sich auf zumindest einer Seite der rohrförmigen Leitungen bis zu den Deckenplatten, mit denen sie einen flächigen Kontakt aufweist. Die Folie hat vorzugsweise eine Stärke von etwa 0,05 mm und besteht zweckmäßig aus Kupfer oder Aluminium. Sie ist vorteilhaft zwischen den Rohrleitungen auf die Deckenplatten aufgewalzt, so daß sich ein fest haftender Kontakt zwischen ihnen ergibt. Die rohrförmigen Leitungen bestehen vorzugsweise aus Kunststoff und weisen einen Durchmesser von etwa 2 bis 3 mm auf. Die so ausgebildete Raumdecke besitzt einen sehr niedrigen thermischen Widerstandswert zwischen den das Heiz- bzw. Kühlmedium führenden Leitungen und der raumseitigen Oberfläche der Deckenplatten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Raumdecke gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Aus der DE 37 23 792 A1 ist eine aus Metallplatten und einer Tragekonstruktion für diese bestehende Raumdecke bekannt, die von einem Heiz- oder Kühlmedi um durchströmbare rohrförmige Leitungen zur Erzielung gewünschter Temperaturwerte innerhalb des Raumes trägt. Hierbei sind die rohrförmigen Leitungen als flexible Röhrchen ausgebildet, die mattenförmig zu sammengefaßt lose auf den Metallplatten direkt auf liegen. Zur Führung der Röhrchen auf den Metallplat ten und zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen diesen können lose auf den Metallplatten aufliegende Wärmeleitbleche vorgesehen sein, die mit entsprechen den Auswölbungen versehen einerseits die Röhrchen eng umgreifen und andererseits flach auf den Metallplatten aufliegen. Da die Metallplatten größere Abstände überspannen, ist deren Durchbiegung unvermeidlich. Damit der enge Kontakt zwischen den Metallplatten und den Wärmeleitblechen erhalten bleibt, werden deren Auswölbungen mit senkrecht zu ihrer Längsrichtung verlaufenden Schlitzen versehen, damit sich die Wär meleitbleche in dieser Richtung biegen können. Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig und es ist auch nicht sichergestellt, daß ein großflächiger Kontakt zwischen den Röhrchen und den Auswölbungen der Wärme leitbleche besteht. Zudem wird das Gewicht der Raum decke beträchtlich erhöht. Obgleich somit diese Raum decke bei vielen Anwendungen den Erfordernissen für eine ausreichende Heizung oder Kühlung genügt, ist es andererseits insbesondere im Fall einer Kühlung wün schenswert, einen sicheren Wärmeübergang zwischen dem Heiz- oder Kühlmedium und den Metallplatten zu errei chen.

Eine relativ geringfügige Verbesserung des Wärmeüber gangs ergibt sich, wenn die rohrförmigen Leitungen nicht bloß aufgelegt, sondern mittels eines wärmelei tenden Klebstoffs auf die Deckenplatten aufgeklebt werden.

Bei Heiz- oder Kühldecken, die rohrförmige Leitungen mit einem relativ großen Durchmesser von etwa 10 mm verwenden, ist bekannt, auf die Deckenplatten ein wärmeleitendes Aluminiumprofil mit einer auf den Dec kenplatten aufliegenden ebenen Fläche und einer auf der dieser Fläche abgewandten Seite angeordneten klammerförmigen Halterung aufzukleben. In die Halte rung wird anschließend die rohrförmige Leitung einge preßt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aus Deckenplatten und einer Tragekonstruktion für diese bestehende Raumdecke, die von einem Heiz- oder Kühlmedium durchströmbare rohrförmige Leitungen zur Erzielung gewünschter Temperaturwerte innerhalb des Raumes trägt, wobei zur zumindest teilweisen Wärme übertragung zwischen den rohrförmigen Leitungen und den Deckenplatten ein wärmeleitendes Element vorgese hen ist, zu schaffen, bei der die rohrförmigen Lei tungen auch als flexible Röhrchen mit einem Durchmes ser von etwa 2 bis 4 mm ausgebildet sein können, und bei der mit einfachen Mitteln und auf kostengünstige Weise eine erhöhte und sichere Wärmeübertragung zwi schen den Leitungen und den Deckenplatten erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Wei terbildungen der erfindungsgemäßen Raumdecke sowie ein Verfahren zu deren Herstellung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß die rohrförmigen Leitungen von einer dünnen wärmeleitenden Folie umspannt sind, die zumin dest mit der den Deckenplatten abgewandten Hälfte der rohrförmigen Leitungen in Kontakt ist und sich auf zumindest einer Seite der rohrförmigen Leitungen bis zu den Deckenplatten erstreckt und mit diesen einen flächigen Kontakt aufweist, wird der den Deckenplat ten abgewandte Teil der Leitungen vollständig für die Wärmeübertragung genutzt.

Die Folie hat vorteilhaft eine Stärke von nur 0,05 mm, ist also extrem dünn und läßt sich daher sehr leicht verarbeiten. Sie besteht vorzugsweise aus ei nem gut wärmeleitenden Metall, insbesondere Kupfer oder Aluminium.

Der flächige Kontakt zwischen der Folie und den Dec kenplatten wird zweckmäßig durch Aufwalzen der Folie hergestellt. Hierdurch wird eine Haftung der Folie auf den Deckenplatten erhalten, so daß die Folie, die aufgrund ihrer geringen Stärke an sich nicht formsta bil ist, die rohrförmigen Leitungen straff umspannt.

Die rohrförmigen Leitungen sind vorteilhaft flexibel und bestehen aus Kunststoff, wobei ihr Durchmesser etwa im Bereich zwischen 2 und 4 mm liegen sollte. Sie verlaufen in geringem gegenseitigem Abstand par allel zueinander auf den Deckenplatten und können beispielsweise zu einer Matte zusammengefaßt sein, wie aus der DE 31 24 048 C2 bekannt ist.

Auch die Deckenplatten bestehen vorzugsweise aus Me tall, um einen möglichst hohen Wärmeübergang zwischen dem Heiz- oder Kühlmedium und dem zu heizenden bzw. zu kühlenden Raum zu erreichen. Es können aber auch weniger gut leitende Materialien wie z. B. Gipskarton für die Deckenplatten verwendet werden, bei denen die Heiz- bzw. Kühlwirkung zwar nicht so gut, jedoch noch ausreichend ist.

Die Deckenplatten können gelocht sein, d. h. durchge hende Löcher besitzen, die einen Durchmesser von bei spielsweise 2,5 mm aufweisen. Wenn bei einer derarti gen gelochten Deckenplatte eine mikroperforierte Fo lie verwendet wird, wird die Energie von durch die Löcher der Deckenplatte auf die Folie auftreffenden Schallwellen beim Durchgang durch die Mikrolöcher der Folie weitgehend absorbiert, so daß ohne zusätzliche Maßnahmen, wie Vorsehen einer Matte aus Mineralwolle über den rohrförmigen Leitungen oder eines dünnen Akustikvlieses zwischen den Deckenplatten und den rohrförmigen Leitungen eine hohe Schalldämmung er zielt wird. Die Deckenplatten haben dann nicht nur eine schalldämmende Wirkung, sondern sie können auch zur Raumbelüftung verwendet werden, indem Frischluft durch sie hindurchgeblasen wird. Die der Deckenplatte zugewandte Seite der Folie kann farbig sein, um einen gewünschten optischen Eindruck zu geben; sie kann die gleiche Farbe wie die Unterseite der Deckenplatte aufweisen, damit die Löcher möglichst unauffällig sind, sie kann aber auch einen Kontrast zur Farbe der Deckenplatte darstellen.

Die Folie kann zwischen jeweils zwei benachbarten rohrförmigen Leitungen einen sich in deren Längsrich tung erstreckenden, durchgehenden Schlitz aufweisen. Dies erleichtert die Aufbringung der Folie, wenn die se z. B. durch Aufwalzen in Längsrichtung der Leitun gen erfolgt. Der Schlitz kann sich über einen erheb lichen Teil des Abstandes zwischen den benachbarten Leitungen erstrecken, was für die Schalldämmung und/oder Luftdurchführung von Vorteil sein kann, wenn die Deckenplatten gelocht, die Folie aber nicht per foriert sind. In Bezug auf thermischen Eigenschaften wirkt sich der Schlitz nicht nachteilig aus, da der horizontale Temperaturausgleich innerhalb der Decken platten erfolgt.

Die Folie kann auch mit einem Winkel von mehr 180° um die rohrförmigen Leitungen herumgelegt, d. h. auch mit einem Teil ihrer den Deckenplatten zugewandten Hälfte in Kontakt sein. Hierdurch wird die Kontaktfläche zwischen ihnen vergrößert, womit der Wärmeübergang verbessert wird.

Zur Erhöhung der Haftung der Folie kann diese durch einen wärmeleitenden Klebstoff an die rohrförmigen Leitungen und/oder an die Deckenplatten angeklebt sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil einer Raumdecke in dem Stadium der Herstel lung, in welchem die Folie über die rohrför mige Leitung gelegt, aber noch nicht mit den Deckenplatten verbunden ist, und

Fig. 2 den Teil der Raumdecke nach Fig. 1 nach der Verbindung der Folie mit den Deckenplatten.

In den Figuren sind die wärmeleitende Folie mit 1, die rohrförmigen Leitungen mit 2 und die Deckenplatte mit 3 bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 sind die Leitungen 2, welche zum Trans port eines Heiz- oder Kühlmediums dienen, parallel zueinander und in gleichen gegenseitigen Abständen auf die Deckenplatte 3 aufgelegt. Der Abstand zwi schen den Leitungen 2 beträgt etwa das Drei- bis Vierfache ihres Durchmesser, der vorzugsweise in ei nem Bereich von 2 bis 4 mm liegt. Auf die Leitungen 2 ist die Folie 1 aufgelegt. Diese ist aufgrund ihrer geringen Stärke von etwa 0,05 mm nicht formstabil; sie wird daher wie in Fig. 1 gezeigt straff gehalten oder hängt zwischen den Leitungen 2 durch. In den Fi guren ist nur eine Deckenplatte 3 gezeigt. Eine Raum decke weist jedoch üblicherweise mehrere in einer Ebene matrixförmig angeordnete Deckenplatten auf.

Die Folie 1 wird anschließend zwischen den Leitungen 2 auf die Deckenplatte 3 aufgewalzt. Den Zustand nach dem Aufwalzen zeigt Fig. 2. Da sich die Folie 1 über mehrere parallele Leitungen 2 erstreckt, erfolgt das Aufwalzen zweckmäßig in Querrichtung der Leitungen 2. Das für die Umhüllung der Leitungen 2 zusätzlich er forderliche Folienmaterial kann dabei vom freien Ende der Folie 1 nachgezogen werden. Eine übliche Folien breite beträgt 30 cm.

Durch das Aufwalzen der Folie 1 wird diese in den Kontaktbereichen mit der Deckenplatte 3 verbunden. Die Folie 1 wird daher straff über die Leitungen 2 gespannt, so daß zwischen diesen ein guter Wärmekon takt besteht. Sollte die so hergestellte Verbindung keine ausreichende Festigkeit besitzen, kann diese mittels Klebstoff zusätzlich verstärkt werden.

Das Aufwalzen der Folie 1 in den Bereichen zwischen den Leitungen 2 kann auch in Längsrichtung der Lei tungen 2 erfolgen. Da hierbei ein Nachziehen der Fo lie 1 von einem freien Ende nicht möglich ist, ist die Folie 1 zwischen jeweils zwei benachbarten Lei tungen 2 in deren Längsrichtung geschlitzt. Für jede Leitung 2 ist somit ein separater Streifen der Folie 1 vorgesehen. Nachdem der Aufwalzvorgang beendet ist, besteht, da das Nachziehen für jeden Streifen ge trennt von dessen beiden Seiten zur Mitte hin er folgt, zwischen den einander zugewandten Seitenkanten zweier benachbarter Streifen ein relativ breiter Spalt. Dieser kann, wie bereits erwähnt ist, aus aku stischen und lüftungstechnischen Gründen sogar vor teilhaft sein, während er die thermischen Eigenschaf ten der Raumdecke nicht beeinträchtigt.

Ein wichtiges Kriterium für die Leistung einer Heiz- bzw. Kühldecke ist der thermische Widerstandswert R [m²K/kW] von der das Heiz- bzw. Kühlmedium führenden Leitung bis zur raumseitigen Oberseite der Decken platte. Der Widerstandswert R sollte möglichst gering sein. Der Wert R50 bedeutet z. B., daß für den Wärme transport von 0,1 kW innerhalb einer Fläche von 1 m² eine Temperaturdifferenz von 5 K als treibende Kraft erforderlich ist. Bei dem Wert R10 reicht 1 K für den gleichen Wärmetransport aus.

Bei einem Vergleich von Raumdecken mit erstens nur aufgelegten rohrförmigen Kunststoffleitungen, zwei tens mit wärmeleitendem Klebstoff aufgeklebten Kunst stoffleitungen und drittens mit mit einer wärmelei tenden Kupferfolie von 0,05 mm Stärke umschlossenen Kunststoffleitungen ergab die folgenden gemessenen sowie auch berechneten Werte für R:

1. Aufgelegt: R57
2. Aufgeklebt: R45
3. Kupferfolie: R08

Bei einer nur aufgelegten Leitung ergibt sich nur ei ne geringe Kontaktbreite zwischen der Leitung und der Deckenplatte. Hier macht sich die schlechte Wärmelei tung des Kunststoffs von nur 0,21 W/mK bemerkbar, da die gesamte Wärmemenge durch die schmale Kontaktflä che strömen muß. Durch das Ankleben der Kunst stoffleitungen läßt sich der Wärmewiderstand von R57 auf R45 reduzieren, da hierdurch die Kontaktbreite vergrößert wird. Durch die um die Kunststoffleitungen gelegte und auf die Deckenplatte gewalzte Kupferfolie erhält man große Kontaktflächen zwischen der Kupfer folie und den Kunststoffleitungen einerseits sowie den Deckenplatten andererseits mit der Kupferfolie als dazwischen angeordnetem Wärmeleiter. Dies führt zu einer Herabsetzung auf den Wert R08, d. h. zu einer Reduzierung auf etwa 1/7 bzw. 1/6 gegenüber der auf gelegten bzw. aufgeklebten Version.

Dies wirkt angesichts der geringen Stärke der Folie überraschend; jedoch ergibt sich bei einer typischen Belegung einer Deckenplatte mit 100 m Leitungslänge pro m² ein Kupferquerschnitt von 200 m × 0,05 mm = 100 cm² pro m². Für einen Wärmestrom von 100 W/m² ist daher lediglich eine Temperaturdifferenz von nur 0,125 K erforderlich. Typische Leistungen von Kühl decken liegen zwischen 70 und 80 W/m².

Die rohrförmigen Leitungen müssen ausreichend flexi bel sein, um sich etwaigen Durchbiegungen der Decken platten anzupassen. So ist nach der für Metalldecken geltenden Norm bei einer Plattenlänge von z. B. 170 cm eine Durchbiegung von 4 mm zulässig. Einer solchen Durchbiegung vermögen Kunststoffleitungen auch bei einer Umhüllung mit einer Metallfolie in der be schriebenen Art ohne Weiteres zu folgen, so daß eine Durchbiegung der Deckenplatten auch ohne vorsehen be sonderer Maßnahmen die Wärbeübertragung nicht beein trächtigt.

Claims

1. Aus Deckenplatten (3) und einer Tragekonstrukti on für diese bestehende Raumdecke, die von einem Heiz- oder Kühlmedium durchströmbare rohrförmige Leitungen (2) zur Erzielung gewünschter Tempera turwerte innerhalb des Raumes trägt, wobei zur zumindest teilweisen Wärmeübertragung zwischen den rohrförmigen Leitungen (2) und den Decken platten (3) ein wärmeleitendes Element vorgese hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Leitungen (2) von einer dünnen wärmeleitenden Folie (1) umspannt sind, die zumindest mit der den Deckenplatten (3) ab gewandten Hälfte der rohrförmigen Leitungen (2) in Kontakt ist und sich auf zumindest einer Sei te der rohrförmigen Leitungen (2) bis zu den Deckenplatten (3) erstreckt und mit diesen einen flächigen Kontakt aufweist.

2. Raumdecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Folie (1) eine Stärke von etwa 0,05 mm aufweist.

3. Raumdecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Folie (1) aus Metall be steht.

4. Raumdecke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Folie (1) aus Kupfer oder Aluminium besteht.

5. Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Leitungen (2) aus Kunststoff bestehen und einen Durchmesser von etwa 2 bis 4 mm aufweisen.

6. Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Folie (1) auf die Deckenplatte (3) aufgewalzt ist.

7. Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Deckenplatten (3) aus Metall bestehen.

8. Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Deckenplatten (3) gelocht sind und die Folie (1) eine Mikroperfo rierung aufweist.

9. Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Folie (1) zwischen jeweils benachbarten rohrförmigen Leitungen (2) einen sich in deren Längsrichtung erstreckenden durchgehenden Schlitz aufweist.

10. Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Folie (1) auch mit einem Teil der den Deckenplatten (3) zugewandten Hälfte der rohrförmigen Leitungen (2) in Kontakt ist.

11. Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Folie (1) mit ei nem wärmeleitenden Klebstoff an die rohrförmigen Leitungen (2) angeklebt ist.

12. Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Folie (1) mit ei nem wärmeleitenden Klebstoff an die Deckenplat ten (3) angeklebt ist.

13. Verfahren zur Herstellung einer Raumdecke nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Folie (1) um die rohrförmigen Leitungen (2) herum auf die Deckenplatten (3) aufgewalzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die Walzrichtung quer zu den rohrförmi gen Leitungen (2) erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß eine aus streifenförmigen Abschnitten bestehende Folie (1) verwendet wird und jeder Abschnitt über jeweils einer rohrförmigen Lei tung (2) liegend auf deren beiden Seiten und in deren Längsrichtung auf die zugehörige (n) Dec kenplatte (3) aufgewalzt wird.