DE10104909A1 - Bauelement für Gebäude mit Mitteln zur Beheizung und/oder Kühlung - Google Patents

Abstract

Ein Bauelement (1) für Gebäude besitzt eine Außenseite (3), eine Innenseite (4) und mindestens einen dazwischen angeordneten Isolierkörper (2) sowie Mittel zur Beheizung und/oder Kühlung eines vom Bauelement (1) begrenzten Raumes. Zur besseren Verteilung der Energie und zur Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades sind die Mittel zur Heizung und/oder Kühlung zwischen dem Isolierkörper (2) und der Innenseite (4) angeordnet und stehen mit dem Material der Innenseite (4) über ein formbares, wärmeleitendes Medium (8) in wärmeleitender Verbindung. Bevorzugt besteht das formbare wärmeleitende Medium (8) aus Metallfasern oder Metallwolle, und die Mittel zur Heizung und/oder Kühlung bestehen aus mindestens einem Rohr (6), durch das ein Kühl- und/oder Heizmedium hindurchführbar ist. Weiterhin bevorzugt ist das mindestens eine Rohr (6) in das formbare, wärmeleitende Medium (8) eingebettet. Schließlich kann das Material der Innenseite (4) aus einem wellig geformten Blech bestehen, in dessen Wellentälern die Rohre (6) und das formbare, wärmeleitende Medium (8) angeordnet sind. Vorzugsweise bildet das Bauelement eine Montageeinheit für einen Dachaufbau oder für eine Wandverkleidung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement für Gebäude mit einer Außenseite, einer Innenseite, mindestens einem dazwischen angeordneten Isolier­ körper und mit Mitteln zur Beheizung und/oder Kühlung eines vom Bauelement begrenzten Raumes.

Derartige Bauelemente haben, wenn sie als Außenhaut verwendet werden, mehrere Funktionen; sie dienen beim Einsatz als äußere Dachelemente dem Witterungsschutz gegen das Eindringen von Wasser und Schnee und der Wärmedämmung durch einen inneren Wärmedämmungswerkstoff. Es handelt sich hierbei um sogenannte "passive Funktionen".

Es ist bekannt Deckenheizungen aus Paneelen mit Heizschlangen aufzu­ bauen, die unter der Decke aufgehängt werden. Bei Metallpaneelen hat die Heizschlange nur einen linearen Kontakt mit der Metallwand des Paneels. Es ist ferner bekannt, Heizschlangen in Betondecken einzubetonieren, wobei sich die Wärme allerdings zum Teil in der Betonmasse verteilt. Die Wärmeübertragung in den Raum beträgt dabei allenfalls etwa 60% der eingebrachten Energie.

Eine weitere Funktion ist die der Kühlung des Raumes durch Rohre, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden. Auch hierbei ist der Wirkungsgrad beim Stande der Technik ähnlich schlecht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, das sich durch eine bessere Energieverteilung in beiden Richtungen auszeichnet und bei dem der thermische Wirkungsgrad deutlich erhöht wird.

Die Lösung der gestellte Ausgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Bauelement erfindungsgemäß dadurch, daß die Mittel zur Heizung und/­ oder Kühlung zwischen dem Isolierkörper und der Innenseite angeordnet und mit dem Material der Innenseite über ein formbares, wärmeleitendes Medium in wärmeleitender Verbindung stehen.

Durch diese Lösung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst, d. h. es wird ein Bauelement angegeben, das sich durch eine bessere Energieverteilung in beiden Richtungen (Heizung und Kühlung) auszeichnet und bei dem der thermische Wirkungsgrad deutlich erhöht wird. Sowohl die Wärmestrahlung bei Beheizung als auch die Wärmeabsorption bei Kühlung werden gleichmäßiger über die gesamte Fläche des Bauelements verteilt. Dadurch kann auch die mittlere Temperatur des Bauelements optimiert werden, wodurch sich der spezifische Energiebedarf (pro Flächenelement) verringert und die Abkühl- und Aufheizzeiten verringert werden. Im Vergleich mit einer Luft- und/oder Betonumhüllung der Heiz- und/oder Kühlelemente wird die betreffen Energie wesentlich besser weiter geleitet. Eine störende Gewichtserhöhung ist damit nicht verbunden.

Es ist dabei im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln, oder in Kombination -:

• - das formbare wärmeleitende Medium aus Metallfasern besteht,
• - das formbare wärmeleitende Medium aus Metallwolle besteht,
• - die Mittel zur Heizung und/oder Kühlung aus mindestens einem Rohr bestehen, durch das ein Kühl- und/oder Heizmedium hindurchführbar ist,
• - das mindestens eine Rohr in das formbare, wärmeleitende Medium eingebettet ist,
• - das Material der Innenseite aus einem wellig geformten Blech besteht, in dessen Wellentälern die Rohre und das formbare, wärmeleitende Medium angeordnet sind,
• - das Material der Innenseite zwischen den Wellentälern mit dem Isolierkörper verbunden ist,
• - an der Innenseite des Isolierkörpers Distanzelemente mit Ausneh­ mungen für die Aufnahme der Rohre befestigt sind,
• - die Distanzelemente als U-förmige Profile mit Befestigungslöchern im Joch ausgebildet sind,
• - an der Innenseite des Isolierkörpers Bügel für die Halterung eines Deckels befestigt sind,
• - die Bügel abgewinkelte Enden für die formschlüssige Aufnahme von Rändern des Deckels besitzen,
• - die Enden der Bauelemente rechtwinklig zu den Rohren durch Form­ teile mit Öffnungen verschlossen sind,
• - das Bauelement eine Montageeinheit für einen Dachaufbau bildet,
• - das Bauelement eine Montageeinheit für eine Wandverkleidung bildet,
• - die Rohre über Schnellkupplungen miteinander verbunden sind, und/oder, wenn
• - die Rohre mehrerer Bauelemente über Schnellkupplungen miteinander verbunden sind.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 13 näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels eines Bauelements,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein vollständiges Bauelement beste­ hend aus fünf Abschnitten nach Fig. 1 mit einzelnen Rohren,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines vollständigen Bauelements analog Fig. 2, jedoch mit einer durchgehenden Rohrleitung in Mäanderform,

Fig. 4 eine schematisierte Draufsicht auf den Gegenstand von Fig. 2,

Fig. 5 eine schematisierte Draufsicht auf den Gegenstand von Fig. 3,

Fig. 6 das Anschlußschema von Bauelementen nach den Fig. 1, 2 und 4,

Fig. 7 das Anschlußschema von Bauelementen nach den Fig. 3 und 5,

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9 einen Längsschnitt im rechten Winkel zu Fig. 8 durch die Stoß­ stelle zweier Bauelemente nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Unteransicht einer Rohrführung für die Beispiele nach den Fig. 8 und 9,

Fig. 11, 12 und 13 Einzelheiten eines Endverschlusses für die Bau­ elemente nach den Fig. 8 bis 10.

In Fig. 1 ist ein Bauelement 1 mit einem Isolierkörper 2, einer Außenseite 3 und einer Innenseite 4 dargestellt. Die Außenseite 3 kann aus einer Dach­ haut aus einem beliebigen undurchlässigen und witterungsbeständigen Material oder lediglich aus einer Schutzschicht bestehen, so daß das Bau­ element 1 mit einer Dachhaut oder einem Dachaufbau verbunden werden kann. Der Isolierkörper 2 ist zur Innenseite 4 hin durch eine Fläche 2a begrenzt.

Die Innenseite 4 wird durch ein gut Wärme leitendes Material gebildet, durch das bei Beheizung Wärme verteilt und abgestrahlt oder von dem bei Kühlung Wärme aufgenommen und konzentriert wird. Bevorzugt besteht die Innenseite 4 aus einem - wie gezeichnet - trapezförmig mehrfach abgewinkelten Blech, das gegenüber der Fläche 2a Hohlräume 5 freiläßt, von denen in Fig. 1 nur einer gezeigt ist. In jedem dieser Hohlräume 5 befindet sich - in Längsrichtung praktisch durchgehend - ein Rohr 6, dessen beide Enden 7 abgewinkelt und durch die Außenseite 3 hindurch­ geführt sind. Das Rohr 6 ist von einem Wärme leitenden Medium 8 umge­ ben, das den Hohlraum 5 ausfüllt und sowohl mit dem Rohr 6 als auch mit der Innenseite 4 in inniger, Wärme leitender Berührung steht. Durch das Rohr 6 kann eine Heiz- oder Kühlflüssigkeit hindurchgeleitet werden. Anschlußflansche 9 dienen über U-förmig gebogene Krümmer 10 zur Verbindung mit angrenzenden Bauelementen 1a. Die Verbindung erfolgt über Schnellkupplungen bekannter Bauart, wie dies in den Fig. 6 und 7 angedeutet ist.

Dieses Wärme leitende Medium 8 kann aus Metallfasern, Metallwolle oder dergleichen bestehen und schmiegt sich aufgrund seiner elastischen Vorspannung gut an das Rohr 6 und an das Material der Innenseite 4 an.

Zwischen dem Isolierkörper 2 und der Innenseite 4 bzw. dem Hohlraum 5 befindet sich bevorzugt noch eine nicht besonders hervorgehobene Dampfsperre. Durch seine Formgebung dient die aus Blech bestehende Innenseite 4 auch als tragendes Element.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein vollständiges Bauelement 1, bestehend aus fünf Abschnitten nach Fig. 1 mit einzelnen Rohren 6, so daß in diesem Falle zehn Anschlußflansche 9 erforderlich sind. Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein vollständiges Bauelement 11 analog Fig. 2, jedoch mit einem durchgehenden Rohr 6a in Mäanderform, so daß nur zwei Anschlußflansche 9 benötigt werden. Dabei sind die Schnellkupplungen und die U-förmigen Krümmer 10 gemäß den Fig. 6 und 7 von Gehäusen 12 mit Wärmedämmungen umgeben, die schraffiert darstellt sind.

In Fig. 8 ist ein Bauelement 13 dargestellt, das wiederum einen Isolier­ körper 2, eine Außenseite 3, eine Innenseite 4 und einen Hohlraum 5 aufweist, in dem vier Rohre 6 untergebracht sind. Die Rohre 6 werden von Distanzelementen 14 mit komplementären Ausnehmungen 14a in einen vorgegebenen Abstand voneinander gehalten. Die Rohre 6 und die Distanzelemente 14 sind an der Innenseite des Isolierkörpers 2 befestigt. Weiterhin sind am Isolierkörper 2 in Abständen Bügel 15 befestigt, deren beide Enden 15a zunächst nach unten und dann schräg nach oben abge­ winkelt sind. Hierin eingesetzt ist ein flacher Deckel 16 mit komplementär abgewinkelten seitlichen Rändern 16a, die formschlüssig in die Enden 15a der Bügel 15 eingerastet sind. Der Deckel 16, der entsprechend den Fig. 1 bis 7 auch in den Fällen der Fig. 8 bis 13 profiliert sein kann, bildet die Innenseite 4 des Bauelements 13. Das übrige Volumen des Hohlraums 5 ist durch das Wärme leitende Medium 8 ausgefüllt. Das Einbringen der Rohre 6, der Distanzelemente 14 und des Wärme leitenden Mediums 8 sowie das Aufbringen des Deckels 16 erfolgen vorzugsweise in umgekehrter Lage des Bauelements 13.

Fig. 9 zeigt eine Stoßstelle 17 zweier Bauelemente 13 und 13a nach Fig. 8. Es ist zu erkennen, daß die Distanzelemente 14 als U-förmige, im Joch 14b gelochte (Fig. 10) Profilschienen ausgebildet sind. An der Stoßstelle 17 sind die Enden 7 und 7a der Rohre 6 und 6a durch ein handelsübliches Stecksystem 18 absolut dicht miteinander verbunden.

Fig. 10 zeigt in der Unteransicht, bei abgenommenem Deckel 16 und ohne Wärme dämmendes Medium 8 ein bevorzugtes Verteilungsmuster der Rohre 6, der Distanzelemente 14 und der Bügel 15.

Die Fig. 11 bis 13 zeigen Einzelheiten eines der Endverschlüsse für die Enden der einzelnen Bauelemente 13: Fig. 11 zeigt die stirnseitige Ansicht eines aus Kunststoff bestehenden Formteils 19 mit Öffnungen 20 für den Durchtritt der Rohre 6, Fig. 12 die Seitenansicht hierzu und Fig. 13 den Querschnitt an der Stelle einer der Öffnungen 20.

Die Bauelemente 1, 11, 13 und 13a und haben die Breite B und die Länge L (in den Fig. 4 bis 7 gezeigt), die das Rastermaß für die Verlegung bestimmen, und sind gemäß den Fig. 6, 7 und 9 stumpf aneinander setzbar. Die Bauelemente 1, 11, 13 und 13a sind ferner bevorzugt als Deckenelemente einsetzbar, aber auch als Wandelemente verwendbar. Sie können infolgedessen auch als Paneele bezeichnet werden, die jeweils eine Montageeinheit bilden.

Bezugszeichenliste

1

Bauelement

1

a Bauelement

2

Isolierkörper

2

a Fläche

3

Außenseite

4

Innenseite

5

Hohlräume

6

Rohr

6

a Rohr

7

Enden

7

a Enden

8

Wärme leitendes Medium

9

Anschlußflansche

10

Krümmer

11

Bauelement

12

Gehäuse

13

Bauelement

13

a Bauelement

14

Distanzelement

14

a Ausnehmungen

14

b Joch

15

Bügel

15

a Enden

16

Deckel

16

a Ränder

17

Stoßstelle

18

Stecksystem

19

Formteil

20

Öffnungen
B B reite
L Länge

Claims (16)

1. Bauelement (1, 11, 13, 13a) für Gebäude mit einer Außenseite (3), einer Innenseite (4), mindestens einem dazwischen angeordneten Isolierkörper (2) und mit Mitteln zur Beheizung und/oder Kühlung eines vom Bauelement begrenzten Raumes, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Heizung und/oder Kühlung zwischen dem Isolier­ körper (2) und der Innenseite (4) angeordnet und mit dem Material der Innenseite (4) über ein formbares, wärmeleitendes Medium (8) in wärmeleitender Verbindung stehen.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das formbare wärmeleitende Medium (8) aus Metallfasern besteht.

3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das formbare wärmeleitende Medium (8) aus Metallwolle besteht.

4. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Heizung und/oder Kühlung aus mindestens einem Rohr (6, 6a) bestehen, durch das ein Kühl- und/oder Heizmedium hindurch­ führbar ist.

5. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Rohr (6, 6a) in das formbare, wärmeleitende Medium (8) eingebettet ist.

6. Bauelement nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Innenseite (4) aus einem wellig geformten Blech besteht, in dessen Wellentälern die Rohre (6, 6a) und das formbare, wärmeleitende Medium (8) angeordnet sind.

7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Innenseite (4) zwischen den Wellentälern mit dem Isolierkörper (2) verbunden ist.

8. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Isolierkörpers (2) Distanzelemente (14) mit Ausneh­ mungen (14a) für die Aufnahme der Rohre (6, 6a) befestigt sind.

9. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente (14) als U-förmige Profile mit Befestigungslöchern im Joch (14b) ausgebildet sind.

10, Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Isolierkörpers (2) Bügel (15) für die Halterung eines Deckels (16) befestigt sind.

11. Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (15) abgewinkelte Enden (15a) für die formschlüssige Auf­ nahme von Rändern (16a) des Deckels (16) besitzen.

12. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Bauelemente (1, 11, 13, 13a) rechtwinklig zu den Rohren (6, 6a) durch Formteile (19) mit Öffnungen (20) verschlossen sind.

13. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Montageeinheit für einen Dachaufbau bildet.

14. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Montageeinheit für eine Wand­ verkleidung bildet.

15. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (6, 6a) über Schnellkupplungen miteinander verbunden sind.

16. Bauelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (6, 6a) mehrerer Bauele­ mente (1, 11, 13, 13a) über Schnellkupplungen miteinander verbun­ den sind.