DE10061229C1 - Raumdecke und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Raumdecke und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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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 (15)
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.
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