DE102006007349A1

DE102006007349A1 - Flächenbeheizungs- und Abtauanlagen für Freiräume

Info

Publication number: DE102006007349A1
Application number: DE200610007349
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Schumacher
Original assignee: DIECON GmbH
Current assignee: DIECON GmbH
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30

Abstract

Die Erfindung betrifft Flächenaufheiz- und Abtauanlagen und die dafür notwendigen Bauelemente und Module, bestehend in der Basis aus relativ dünnen, mehrschichtigen und sich gegenseitig ergänzenden Material- und Funktionsaufbauten aus faserarmiertem Beton, vorzugsweise mit alkaliwiderstandsfähigen AR Glasfasern gemäß E DIN 1250-1 in Form von Kurzfasern und Langfasern in textiler Flächenproduktion als Gittergewebe oder aber auch in jeder anderen Form von Fasermaterialien, die als Armierungsmedium bekannt sind, gebunden in einer Ummantelung mit einer Matrix am Zement nach DIN 1164 und Zuschlägen mit einer stetigen Sieblinie, Feinsand und Betonzusatzmittel oder in einer Ummantelung mit einer Basismasse von Kunststoff, 2-Komponenten-Kunstharz und Bitumenmasse und anstelle von Glasfaser jeder anderen zur Zeit bekannten Faser, die zur Armierung und Stabilisierung verwendet wird, mit einer armierungsgerechten Einbringung von bifilar gewebten Heizgittern als Aufheizmedium im Kleinspannungsbereich, aber auch im Bereich von 220 Volt, sowie eine Isoliermasse im unteren, dem Boden zugewandten Bezirk, unmittelbar unter das Aufheizmodul, damit keine unnötigen Wärmeverluste in Bereichen entstehen, wo sie nicht genutzt werden, jedoch die sehr dünnen Wandungen im Bereich der Wärmeabgaben schnell und wirkungsvoll zu aktivieren, sei es Stufen und Plattenoberflächen und Sitzflächen oder ebene Dachflächen, um die Eis- und Schneebelastung zu verhindern, damit die Konstruktionen von Dächern ...

Description

1. Bisheriger Stand

Bekannte elektrische Aufheizanlagen für Betonelemente, wie Stufen, Platten, sind im baustahlarmierten Schwerbeton eingebettet.

Alternativ sind Aufheizmedien auch im Unterbau dieser Betonelemente verlegt.

Durch die starke Massenüberdeckung bedingt, dauert es sehr lange, wirkungsvolle Temperaturverhältnisse an die Oberfläche zu bringen.

Der nutzlos abgegebene Energie ist sehr hoch.

Weiter sehr nachteilig ist die träge Reaktionszeit auf Temperaturmeldungen, die einen Einsatz bei Frost- oder Schneegefahr, erforderlich sind.

Also müssen die Regler, auch bei Zeitsteuerung, sehr viel früher in Aktion treten, was wiederum sehr viel unnötige Energie verbraucht.

Da bei diesen bekannten Anlagen eine sehr große Wärmeableitung in den Boden erfolgt, ist auch hier ein großer Energieverlust zu verzeichnen.

Bekannte Heizmedien werden im Bereich von 230 V,50 Hz Volt eingesetzt.

Das wiederum ist mit hohem Aufwand an Technologie für den Sicherheitsbereich verbunden.

Durch hohe Temperaturen bei der Aufheizung und den damit verbundenen Temperaturwechseln werden aufwendige Ansprüche im Materialaufbau des Betonelementes anfallen, verbunden mit hohen Kosten.

2. Erfinderische Neuheit

Die erfinderische Neuheit „Flächenbeheizung- und Abtauanlage für Freiräume", dienen der Flächenbeheizung in Außenanlagen.

Mit niedrigeren Temperaturerfordernissen, wie z.B. für Stufen, Platten, Pflaster, Stege und Sitzmöbelierungen für Außenbereiche u.v.m. können Eis und Schnee abgetaut bzw. aufgeheizt werden.

Ebenfalls können Abtauanlagen für Eis und Schnee, auf Dächer verlegt, gegen Einsturzgefahr und Überbelastung vorbeugend geschützt werden.

Großer finanzieller Aufwand für den Winterdienst kann in allen Freiraumanlagen entfallen.

Höhere Temperaturen, wie unter [0012] beschrieben, dienen der Aufheizung von

Sitzgelegenheiten in Freiräumen, wie Bänke, Hocker, Quader u.v.m.

Nicht nur der Sitzkomfort wird hierdurch verbessert, sondern auch aus gesundheitlichen Gründen sind diese Vorrichtungen vorteilhaft.

Selbst Holzauflagen sind in kritischen Temperaturbereichen nicht als warm anzusehen und vor allem nicht zu fühlen.

Zusätzlich kommt hinzu, dass diese als Auflagen eingesetzten Hölzer zum Schaden des Regenwaldes abgeholzt werden.

Ein anderes vorteilhaftes Argument ist, diese Sitzelemente eleganter, formschöner und ästetischer zu gestalten.

Die Basis dieser erfinderischen Neuheit „Flächenheizung- und Abtauanlagen für Freiräume" liegt im Aufbau von Heizmedien und der sie umgebenden Einbettmasse, wie sie nachfolgende in der Figurenbeschreibung und in den Patentansprüchen ausführlich dargestellt und behandelt wird.

Der Aufbau dieses Aufheiz- und Abtaumoduls besteht aus Kurzfaser armierter Betonmatrix, bzw Kunststoff-oder bituminöser Masse. Die eingesetzten Fasern bestehen aus allen bekannten Faserarten.

Eingelagert in dieser Matrix befindet sich das Heizmedium als Gitter oder Gewebe.

Die Öffnungen im Heizmedium, Fasergitter und Gewebe, garantieren eine durchlässige und kraftschlüssige Verbindung der einzelnen Schichten im Modul.

Im unteren Bereich liegt die Isolierschicht. Sie sorgt dafür, dass die Wärmeenergie nicht in unnötige Bereiche abgegeben wird.

Letztendlich dient der untere, relativ dünne Matrixbereich zum Schutz der Isolierung.

Je nach Anwendungsgebiet werden die Dimensionen des Aufbaus dieses Aufheiz- und Abtaumoduls variabel den Erfordernissen angepasst.

Mit diesem Basis – Aufheiz- und Abtaumodul können alle Bereiche und Anforderungen auf dem Gebiet Abtauanlage und Beheizung von Bauelementen im Außenbereich erreicht und bedient werden.

Es besteht die Möglichkeit auch geformte Bauelemente in rund, geschwungen, amorph auszurüsten, aber auch addierbare Bauelemente mit diesem System auszustatten.

Alle Installationselemente für die Energiezufuhr und Energieverteilung, liegen im Kleinspannungsbereich, gem. VDE 0100.

Der Klein- oder Niederspannungsbereich ist ein wesentlicher Bestandteil für Sicherheit, Funktion und Aufbau der erfinderischen Neuheit „Flächenbeheizung- und Abtauanlagen für Freiräume".

Aber auch im Bereich von 230 Volt 50 Hz ist die Aktivierung der Basis- Aktionsplatte grundsätzlich möglich.

Vorzugsweise jedoch, und nicht zuletzt aus Ersparnis- und Sicherheitsgründen wird die Kleinspannung eingesetzt.

Grundsätzlich kann das System auch innerhalb von Metall, Kunststoff, Holz und Glaskonstruktionen bzw. Objekte gleichermaßen angebracht werden.

Bei Frühbeetkästen und Ausstattungen für Gewächshäuser kann das System vorteilhafte Dienste für die Bodentemperierung leisten.

Wasserbegleitende Maßnahmen im Rohrleitungsbau und bei offenen Rinnen kann die Winter/Frostfunktionsfähigkeit erhalten werden.

Gewässer können eisfrei gehalten werden.

Entschärfung von Behinderten-Auffahrtrampen. Besonders vorteilhaft sind die Aufheiz- und Abtauanlagen auch in der Behindertenfürsorge. Die Anlagen verhindern hier gefährliche Vereisungen und sichern so Zugänge, wie auch Treppen und Schrägrampen, aber auch die Rillen in Behindertenhilfsbelägen, z.B. die Leitrillen für Blinde in diesen Hilfvorrichtungen.

Figurenbeschreibung
1
Zeigt als Regeldetail den Aufbau der verwendeten Bauelemente und Module für die Anlagen dar. Das faserverstärkte Modul/Element -6- ist vorzugsweise mit Glasfasern armiert. Je nach Bedarf mit Kurzfasern -2- und -9-.
An Stelle von Glasfasern können alle auf dem Markt befindliche Fasern verwendet werden. Hier werden vorzugsweise alkaliwiderstandsfähige AR Glasfaser gemäß E DIN 1259-1 in Form von Kurzfasern -2- und -9- und Langfasern (Rovings) in textiler Flächenproduktion als Gittergewebe -3- und -5- eingesetzt. Die Faserummantelung geschieht mit einer Matrix aus Zement nach DIN 1164. Zuschlag mit stetiger Sieblinie, Feinsand und Betonzusatzmittel. Zusätzlich zur Kurzfaserarmierung wird oberhalb des Heizgittergewebes -4- eine Glasfaser-Textilgewebe -3- und unterhalb des Heizgittergewebes -5- eingelegt. Im unteren Bereich des Moduls wird wegen unerwünschten und unwirtschaftlicher Energieabgabe in den Boden, z.B. eine Isolierung -8- eingearbeitet, die wiederum schützend mit einer dünnen Schicht Faserbeton -9- verschlossen wird.
2
Diese Figur zeigt den Aufbau einer örtlich hergestellten Flächenaufheiz- und Abtauanlage. Auf den vorbereiteten Boden -17- wird eine Ausgleichschicht -16- aus Splitt, Kies oder gleichwertigen Materialien aufgebracht, verdichtet und abgezogen. Auf diese abgezogene Fläche wird ein handelsübliches Glasvlies -18- aufgelegt. Um die Wärmeableitung an dem Heizmodul -19- in die Ausgleichschicht -16- und den Boden -17- zu unterbinden, wird eine Isoliermatte -15- oder ein anderes Isoliermedium aus das Glasvlies -18- aufgebracht. Hierauf erfolgt die Verlegung des Heizmoduls -19- wie schon in 1 ausführlich beschrieben. Das Heizmodul erhält eine Schicht von Verlegemörtel -11- auf dem die Pflasterung -10-, bestehend aus Naturstein oder Betonwerkstein belegt werden. Basismasse -12-, textiles Gewebegitter aus Glasfaser -12- und das Heizgittergewebe -14- sind in I ausgiebig beschrieben.
3
In den I und II wurden die Flächenaufheizanlagen und Abtauanlagen ausschließlich auf Anwendungen für Bodenanwendungen beschrieben. III zeigt die Anwendung auf Flachdächer als Schutz gegen Überbelastung unter Eis- und Schneegewichten.
Auf die Dachkonstruktion -22- werden die Heizmodule -21-, wie ausführlich in I beschrieben, die in großflächigen Platten, bestehend aus Faserbeton, Kunststoff oder Bitumen gefertigt sind mit Klebemasse -24- befestigt. Das aufgeklebte Heizmodul -25- besteht im Aufbau aus einer Basismasse mit Kurzfasern -19-, textiles Armierungs-Gittergewebe -20- und dem einliegendem Heizgittergewebe -23-.
Zwischen Plattenbelägen werden rinnenförmige Vertiefungen -18- gebildet, die ebenfalls Heizgittergewebe -23- beinhalten.
4
Mit der erfinderischen Neuheit „Flächenheizungs- und Abtauanlagen für Freiräume" können beheizbare Sitzmöbelierungen für Außenbereiche, wie Bänke, Sitzhocker und Blöcke, Sitzpoller und vieles mehr in körpergerechten Formen beheitz werden.
Dadurch entfallen die Auflagen, z. B. mit Holzelementen usw., kalte Betonelemente sitzbar zu machen. Das garantiert gesundes Sitzen.
Außerdem stören diese Auflagen nicht die Gesamtkonzeption in ästethetisch-, und geschmacklicher Hinsicht.
Der Modulaufbau ist in 1 umfangreich dargestellt.
Der parallel geführte Abstand des bifilaren Heizgitters -27- zur Sitzfläche garantiert gleichbleibende Temperatur über die gesamte Sitzfläche -26-.
Nicht nur gerade, ebene Flächengestaltung -28-, sondern auch geschwungene und gerundete Grundrißformen -29- können mit optimalen, gleichmäßigen Temperaturabgaben ausgestattet werden. Auch können senkrechte und abgewinkelte Module -30- eingearbeitet werden.

1: Aufheizmodul
2: Kurzfaser
3: Gittergewebe
4: Heizgittergewebe
5: Textilgewebe
6: Modulelement
7: Aufheizbasis
8: Isolierung
9: Dünnschichtfaserbeton
10: Pflasterung
11: Verlegemörtel
12: Basismasse
13: Aufheizbasis
14: Heizgittergewebe
15: Isoliermatte
16: Ausgleichschicht
17: Boden
18: Glasvlies
19: Heizmodul
20: Armierungs-Gittergewebe
21: Heizmodul
22: Dachkontruktion
23: Heizgittergewebe
24: Klebemasse
25: Heizmodul
26: Sitzfläche modelliert
27: Bifilar gewebtes Heizgitter, parallel zur Modellierung
28: Gerader Grundriß
29: Geschwungener, gerundeter Grundriß
30: Senkrecht abgewinkeltes Heizgitter
31: Freitragende Platte, nach Statikvorgaben armiert
32: Blockauflager, bzw. Lagerblock-Form

Claims

Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume und die dafür notwendigen Bauelemente und Module bestehen in der Basis aus relativ dünnen, mehrschichtigen und sich gegenseitig ergänzenden Material- und Funktionsaufbauten aus faserarmiertem Beton vorzugsweise mit alkaliwiderstandsfähigen AR Glasfaser gemäß E DIN 1250-1 in Form von Kurzfaser und Langfaser in textiler Flächenproduktion als Gittergewebe oder aber auch in jeder anderen Form von Fasermaterialien, die als Armierungsmedium bekannt sind, gebunden in einer Ummantelung mit einer Matrix am Zement nach DIN 1164 und Zuschlägen mit einer stetigen Sieblinie, Feinsand und Betonzusatzmittel oder in einer Ummantelung mit einer Basismasse von Kunststoff, 2-Komponenten-Kunstharz und Bitumenmasse und an Stelle von Glasfaser jeder anderen zur Zeit bekannten Faser, die zur Armierung und Stabilisierung verwendet wird, mit einer armierungsgerechten Einbringung von bifilargewebten Heizgittern als Aufheizmedium im Kleinspannungsbereich, aber auch im Bereich von 220 Volt, sowie eine Isoliermasse im unteren, dem Boden zugewandten Bezirk, unmittelbar unter das Aufheizmodul, damit keine unnötigen Wärmeverluste in Bereichen entstehen wo sie nicht genutzt werden, jedoch die sehr dünnen Wandungen im Bereich der Wärmeabgaben schnell und wirkungsvoll zu aktivieren, sei es Stufen und Plattenobeflächen und Sitzflächen oder ebene Dachflächen um die Eis- und Schneebelastung zu verhindern, damit die Konstruktionen von Dächer nicht überlastet werden, schnelle Reaktionszeiten für Abtauung und Aufheizung erfolgen können und im Bedarfsfall schnell aktiv sind.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenaufheizanlagen, sowie die Abtauanlagen aus Bauelementen bestehen, die als Modulbasismasse aus Kunststoffharzen bestehen, die starr oder dauerelastisch eingestellt sind, um das Aufheizmedium variabel und sensibel den topographischen Vorgaben der Objekte angepaßt werden können und ebenfalls zum Untergrund, bzw. zum Boden hin, eine Isoliermasse aufweisen um Wärmeverluste in Zonen zu vermeiden, die nicht aktiviert werden sollen und somit den Verbrauch ungenutzter Energie zu vermeiden.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass durch getakte Zeiteinspeisung der Elektroenergie die Anlagen noch günstiger im Energieverbrauch werden, da die vorhandene Restwärme im Modulmaterial erst wieder bei Bedarf aktiviert wird.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlagen und notwendigen Bauelemente und Module im Werk als Platte, Stufen, Beläge, aber auch Freiraummöbilierungen hergestellt werden können, aber auch an der Baustelle gefertigt und eingebracht werden können und somit große Variabilitäten an Anwendungsansprüchen erreicht wird.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlagen und die dafür notwendigen Bauelemente und Module geeignet sind wasserführende Rohre und offene Wasserrinnen zu beheizen und aufzutauen und die Formgebung dafür mit Heizmedium, Faserarmierung und Einbettbeton begleitend hergestellt werden kann, da alle Werkstoffe korrosionsbeständig und wasserundurchlässig sind.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlagen und notwendigen Bauelemente und Module mit Heizmedien bestückt sind, die in abgewinkelter Form nicht nur die Fläche, sondern auch die auf- und abgehende Flächen begleiten, einschließlich Rundungen.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagen und die dazu notwendigen Bauelemente und Module mit Kabelverbindungen und deren Ein- und Ausgangsanschlüsse kraftschlüssig integriert werden und die Kabelzuführung bei den Fertigteilmodulen in Kabelkanälen geleitet werden.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlagen und notwendigen Bauelemente und Module geeignet sind addierbare Fertigteile herzustellen und miteinander kraftschlüssig zu verbinden, in dem diese Module auf und in Verlegemörtel eingelegt werden.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlagen und notwendigen Bauelemente und Module mit Steuerelemente verbunden und ausgerüstet sind, bei Bedarf in Aufheiz- und Abtauaktion treten, die Aktion durch Taktungszeiten zu optimieren und insbesondere für Sitzmöbel zeitlich einzurichten.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheiz-Bauelemente und Module unter Platten und Pflasterbelägen relativ direkt unter diese Beläge angeordnet verlegt werden, um diese besonders gestalteten stark dimensionierten Flächenbeläge zu erwärmen, bzw. abzutauen.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation unter die Bauelemente bzw. Aufheizmodule durch verkleben von Isoliermaterial oder durch Aufspritzen geeigneter Isoliermedien separat erfolgt, um somit die Heizabstrahlung zur Belagoberfäche aus Betonwerksteine, Naturplatten, Beton- oder Natursteinpflaster erfolgt.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Modulaufbau mit Fasern vorzugsweise Glasfasern, aber auch mit anderen bekannten Fasern in starren oder dauerelastischen Kunstharzbasis oder bitumengebundener Grundmasse erfolgt.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente bzw. Heizmodule als wasserbegleitende Einbauelemente für abwasser- und wasserzuleitende Rohre, sowie für offene Rinnen, wie sie bei Platz- und Weggestaltung eingesetzt werden gegen Eis und Schnee-Einwirkung wintersicher zu gestalten bzw. einzusetzten.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente bzw. Heizmodule in Sitzmöbilierung, wie sie in Freiräumen in Landschafts- und Gartenbau eingesetzt werden, mit höheren Temperaturen benötigt und eingesetzt werden müssen.
Flächenaufheiz- und Abtauanlagen für Freiräume nach Anspruch 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Abtauelemete und Heizmodule in Dachbelägen eingesetzt werden, als Schutz gegen Überlastung unter Eis- und Schneegewichten, um die Statikvorgaben auch in Extremfällen zu erfüllen und Einsturzrisiken abzuwenden.