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Die
Erfindung betrifft ein Dämmelement,
insbesondere zur Innen- und/oder Außendämmung von Gebäuden, sowie
ein mit einem solchen Dämmelement
ausgestattetes Gebäude,
wie ein Wohn-, Büro- oder
Industriegebäude.
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Zur
Wärme-
und/oder Schalldämmung
von Gebäuden
sind eine Vielzahl an Dämmelementen bekannt,
welche in der Regel aus einer Dämmschicht aus
einem Isolationsmaterial, wie Schaumstoff, insbesondere auf Polymerbasis,
und einer schützenden Deckschicht
gebildet sind. Sie sind zumeist zum Anbringen an der Außenseite
des Gebäudes
vorgesehen, wobei sie anschließend
verputzt werden können.
Ihre Aufgabe besteht vornehmlich darin, bei Kälte einen Wärmeabfluß vom Inneren des Gebäudes nach
außen
zu vermindern, während
bei Wärme
ein Wärmefluß von außen in das
Gebäude
hinein verringert werden soll. Um die Dämmeigenschaften solcher Dämmelemente
zu verändern,
besteht einerseits die Möglichkeit,
die Dämmschicht
dicker auszubilden, andererseits für die Dämmschicht Materialien mit besseren
Isolationseigenschaften einzusetzen. In beiden Fällen weist das Dämmelement
fest vorgegebene Dämmeigenschaften
auf, welche unabhängig von
den jeweils herrschenden Temperaturen sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Dämmelement
vorzuschlagen, welches zur Absenkung des Energiebedarfs eines hiermit
ausgestatteten Gebäudes
beizutragen vermag. Sie zielt ferner darauf ab, den Energiebedarf
eines Gebäudes,
wie eines Wohn-, Büro-,
Industriegebäudes
oder dergleichen, zu senken.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einem Dämmelement
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Dämmeigenschaften des Dämmelementes
veränderbar
sind.
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Bei
einem Gebäude
sieht die Erfindung zur Lösung
der genannten Aufgabe ferner vor, daß es mit wenigstens einem solchen
Dämmelement
ausgestattet ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung des
Dämmelementes
läßt sich
der Energiebedarf eines Gebäudes
dadurch erheblich absenken, indem die Dämmeigenschaften der Dämmelemente,
mit welchen das Gebäude
ausgestattet ist, bedarfsweise verändert werden können. So
läßt sich
beispielsweise in kalten Jahreszeiten insbesondere dann, wenn moderate
Temperaturen herrschen und die Sonne scheint, die Sonneneinstrahlung
zur Erwärmung
des Gebäudes
nutzen, wenn die Dämmeigenschaften des
Dämmelementes
verringert werden, während
die Dämmeigenschaften
nachts wiederum so eingestellt werden können, daß das Dämmelement seine maximal möglichen
Dämmeigenschaften
erreicht. Umgekehrt können
die Dämmeigenschaften
des Dämmelementes
z.B. in warmen Jahreszeiten während
der kühleren
Nachtstunden verringert werden, um das Gebäude zu kühlen, während die Dämmeigenschaften tagsüber wiederum
so eingestellt werden können,
daß das
Dämmelement
seine maximal möglichen
Dämmeigenschaften
erreicht.
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Untersuchungen
haben gezeigt, daß sich
im Falle eines mittelgroßen
Einfamilienhauses gemäß DIN 4108-6
mit einem nach Süden
orientierten Glasvorbau mit einer konventionellen Wärmeschutzverglasung
mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten
U von 1,3 W/m2K und einem Energiedurchlaßgrad von 0,62
im Falle einer Substitution von 80% der Vorbauverglasung gegen erfindungsgemäße Dämmelemente
mit einer entsprechenden Verglasung als Deckschicht das folgende
Energieeinsparpotential ergibt: Werden die erfindungsgemäßen Dämmelemente
bedarfsweise zwischen einem Wärmedurchgangskoeffizienten
U von 2,2 W/m2K und einem Energiedurchlaßgrad für Solarstrahlung
von 0,56 sowie einem Wärmedurchgangskoeffizienten
U von 0,2 W/m2K und einem variablen Energiedurchlaßkoeffizienten für Solarstrahlung
von 0,62 bis nahezu 0 hin und her geschaltet, so ergibt sich während des
Winters ein Energieeinsparpotential von ca. 11% im Hinblick auf den
jährlichen
Heizwärmebedarf,
während
sich während
des Sommers ein Energieeinsparpotential von ca. 75% hinsichtlich
des Kühlenergiebedarfs
für eine Klimatisierung
des Gebäudes
auf 26°C
ergibt. Im Falle von Verwaltungs- und Industriebauten, welche häufig mit
großen
Glasflächen
ausgestattet sind, extrapoliert sich die potentielle Energieersparnis
folglich auf einen demgegenüber
deutlich höheren
Betrag.
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Die
Veränderbarkeit
der Dämmeigenschaften
des erfindungsgemäßen Dämmelementes
resultiert in bevorzugter Ausgestaltung aus einer Veränderbarkeit
des Wärmedurchgangskoeffizienten und/oder
der Reflexionseigenschaften des Dämmelementes, wobei das Dämmelement
im letztgenannten Fall vorzugsweise mit einer transparenten bzw. transluzenten
Deckschicht, wie beispielsweise aus Glas, ausgestattet und zur Anordnung
an der Außenseite
des Gebäudes,
d.h. in Form einer Außendämmung, vorgesehen
ist. Indes kann die Veränderbarkeit
der Dämmeigenschaften
des Dämmelementes z.B.
auch auf einer Volumenänderung
wärmedämmender
Materialien beruhen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform kann
vorgesehen sein, daß das
Dämmelement
wenigstens eine im wesentlichen aus einem Dämmstoff, z.B. einem Polymerschaum,
wie Polystyrolschaum oder dergleichen, und/oder wenigstens eine
im wesentlichen aus einem Reflektor gebildete Platte, z.B. einer
verspiegelten oder folienbeschichteten Glas-, Metallplatte oder
dergleichen, aufweist, welche zwischen einer Position, in welcher
sie die Fläche
des Dämmelementes
im wesentlichen gänzlich
ausfüllt, und
einer Position, in welcher sie die Fläche des Dämmelementes im wesentlichen
gänzlich
freigibt, über
die Fläche
des Dämmelementes
verlagerbar ist.
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Die
zwischen einer solchen "Dämmposition" und einer solchen "Durchlaßposition" verlagerbare und
zweckmäßig motorisch
angetriebene Platte kann dabei beispielsweise verschiebbar oder
aufrollbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann bzw. können die Platte(n)
mehrere, gegeneinander verlagerbare, insbesondere teleskopierbare
oder auch blendenartig zu öffnende
und zu verschließende,
Plattenelemente aufweisen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
kann vorgesehen sein, daß das
Dämmelement
wenigstens einen sich im wesentlichen über die Fläche des Dämmelementes erstreckenden Hohlraum
aufweist, welcher mit einem fluidischen und/oder mit einem festen
Dämmstoff
befüllbar
bzw. entleerbar ist. Im dämmenden
Zustand eines solchen Dämmelementes
ist sein Hohlraum folglich zumindest größtenteils mit dem Dämmstoff
befüllt,
während im
nicht bzw. demgegenüber
geringer dämmenden Zustand
des Dämmelementes
sein Hohlraum im wesentlichen frei von dem Dämmstoff ist.
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Sofern
das Dämmelement
einen solchen sich im wesentlichen über seine Fläche erstreckenden
Hohlraum besitzt, kann alternativ oder zusätzlich des weiteren vorgesehen
sein, daß dieser
Hohlraum mit einem fluidischen und/oder mit einem festen Dämmstoff
befüllt
ist, wobei der Dämmstoff
kompressibel ist und unter Druck komprimierbar bzw. unter Druckentlastung
expandierbar ist. Der Hohlraum kann in diesem Fall z.B. auch fest
verschlossen sein bzw. kann stets im wesentlichen dieselbe Menge
an Dämmstoff
in dem Hohlraum eingeschlossen sein, wobei der Dämmstoff im expandierten Zustand
den Hohlraum zumindest größtenteils
ausfüllt,
so daß sich
das Dämmelement
in einem dämmenden
Zustand befindet, während
der Dämmstoff
im komprimierten Zustand zumindest einen Teil des Hohlraums freigibt,
um die Dämmeigenschaften
des Dämmelementes
herabzusetzen.
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In
beiden Fällen
kann der Hohlraum beispielsweise mit Fluiddruck beaufschlagbar bzw.
evakuierbar sein, um ihn mit Dämmstoff
zu befüllen
bzw. zu entleeren und/oder um den dort vorhandenen Dämmstoff
zu komprimieren bzw. zu expandieren. Hierzu kann z.B. je einem oder
mehreren solcher Dämmelemente
gemeinsam eine insbesondere bedarfsweise steuerbare Pumpe zugeordnet
sein, welche zum bedarfsweisen Ein- bzw. Ausbringen in den bzw. aus dem
und/oder zum bedarfsweisen Komprimieren bzw. Expandieren des jeweiligen
Dämmmediums
in dem Hohlraum in der Lage ist. Ist der Hohlraum eines solchen
Dämmelementes – z.B. mittels einer
Pumpe – evakuierbar
und/oder mit Überdruck beaufschlagbar,
so bietet sich dies, wie bereits angedeutet, einerseits in Verbindung
mit einem festen Füllmedium,
wie Schaumpartikeln, an, um die Schaumpartikel z.B. durch entsprechende
Druckbeaufschlagung zu komprimieren und die in dem Hohlraum des
Dämmelementes
befindliche Partikelschüttung
dicht an dicht zu packen, wodurch die Dämmeigenschaften des Dämmelementes
bedarfsweise verbessert werden. Andererseits ist es in Ver bindung
mit in den bzw. aus dem Hohlraum einbringbaren Fluiden möglich, die
Dämmeigenschaften
des Dämmelementes
durch Entleeren des Hohlraums und Beaufschlagen desselben mit Unterdruck
bzw. Vakuum bedarfsweise zu verbessern. Als Fluide kommen im übrigen beispielsweise
auch Schäume,
d.h. Dispersionen aus flüssigen
und gasförmigen
Medien, in Betracht, welche je nach – bedarfsweise veränderbarem – Flüssigkeits-
bzw. Gasanteil unterschiedliche Dämmeigenschaften besitzen.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu einer solchen fluidischen Druckbeaufschlagung des Hohlraums des
Dämmelementes
bzw. des dort vorhandenen Dämmstoffes
kann selbstverständlich
auch eine mechanische Druckbeaufschlagung bzw. -entlastung vorgesehen
sein, indem beispielsweise über
die Fläche
des Hohlraums des Dämmelementes
ein Schieber verlagerbar ist, um den Hohlraum mit Dämmstoff zu
befüllen
bzw. zu entleeren und/oder um den in dem Hohlraum befindlichen Dämmstoff
zu komprimieren bzw. zu expandieren. Der Schieber kann im einfachsten
Fall z.B. etwa linear über
die Fläche
des Hohlraumes verfahrbar oder auf beliebige andere Weise, z.B.
nach Art einer Blende oder dergleichen, verlagerbar sein, wobei
lediglich sichergestellt sein sollte, daß der den Hohlraum umfangsseitig
hinreichend abdichtet, um das jeweils ausgewählte Dämmedium – sei es ein Fluid oder ein
Feststoff – in
einem Abschnitt des Hohlraumes "zusammenzudrücken".
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Sofern
in diesem Zusammenhang ein fester Dämmstoff vorgesehen ist, so
kann dieser vorzugsweise von Schaumpartikeln oder ähnlichen
fließfähigen, partikel-
und/oder faserförmigen
Materialien gebildet sein, wie beispielsweise Schaumpartikel auf Polymerbasis,
welche vorzugsweise eine gewisse Komprimierbarkeit aufweisen, um
sie auch im Falle eines reinen Ein- und Ausbringens in den bzw.
aus dem Hohlraum des Dämmelementes
bei einer möglichst
großen
Kontaktfläche aneinander
möglichst dicht
an dicht packen zu können
und somit für
gute Dämmeigenschaften
zu sorgen, wenn sich das Dämmelement
in seinem dämmenden
Betriebszustand befindet. Beispielhaft seien Partikel- und/oder
Faserstoffe auf Polystyrolbasis erwähnt. Insbesondere im Falle
einer oben erwähnten
Ausführungsform,
bei welcher der Dämmstoff
in dem Hohlraum des Dämmelementes
verbleibt und lediglich fluidisch und/oder mechanisch komprimiert
bzw. expandiert wird, kann der feste Dämmstoff selbstverständlich auch
von komprimierbarem Dämmschaum
gebildet sein, welcher – ebenso
wie im Falle von Schaumpartikeln – bei Druckentlastung ein gewisses
Rückstellvermögen aufweisen
sollte.
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Während das
Dämmelement
grundsätzlich auf
beliebige Weise zwischen seiner "Dämmstellung" und seiner "Durchlaßstellung" oder auch in Zwischenstufen
hiervon angetrieben sein kann, ist es vorzugsweise elektrisch betätigbar,
um die jeweils gewünschten
Dämmeigenschaften
einstellen zu können.
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Hierbei
kann es insbesondere zweckmäßig sein,
wenn das Dämmelement
automatisch in Abhängigkeit
der jeweils gewünschten,
insbesondere programmierbaren, Dämmeigenschaften
betätigbar ist,
was beispielsweise in Verbindung mit außenseitig des mit dem/den Dämmelement(en)
versehenen Gebäudes
angeordneten Sensoren, wie Temperaturfühlern, Sonnensensoren und dergleichen,
geschehen kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Dämmelement
auch mittels eines Schalters betätigbar
sein, um die gerade gewünschten
Dämmeigenschaften
z.B. manuell einstellen zu können.
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Eine
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dämmelementes
sieht vor, daß ihm
ein Energiespeicher zugeordnet ist. Ein solcher Energiespeicher kann
beispielsweise ein Wärme-
bzw. Kühlmedium oder
auch einen Sonnenkollektor aufweisen, um die gegebenenfalls aufgenommene
konvektive Wärme oder Strahlungsenergie
zu speichern und z.B. zur Erwärmung
von Wasser, zur Beheizung des Gebäudes, z.B. während kühleren Nachtstunden,
oder dergleichen zu nutzen. Mit "Sonnenkollektoren" sind dabei beliebige
Mittel angesprochen, welche zur Erzeugung von Strom oder auch zur
unmittelbaren Erwärmung
von Wasser, z.B. über
Wärmetauscher,
in der Lage sind, wie Photovoltaikelemente, Solarzellen etc. Das
Wärme-
bzw. Kühlmedium
kann im einfachsten Fall z.B. mittels einer sich über die
Fläche
des Dämmelementes
erstreckenden Rohrspirale geführt sein,
welche direkt oder über
Wärmetauscher
mit einem Heiz- oder Kühlkreislauf
des Gebäudes
korrespondiert.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
Dabei zeigen:
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1 bis 3 jeweils
eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämmelementes
in verschiedenen Betriebszuständen;
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4 und 5 jeweils
eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämmelementes
in verschiedenen Betriebszuständen;
und
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6 und 7 jeweils
eine schematische Ansicht einer Weiterbildung des Dämmelementes
gemäß 4 und 5.
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In 1 bis 3 ist
ein – wenn
auch selbstverständlich
nicht notwendigerweise – quaderförmiges Dämmelement 1 dargestellt,
welches ein mehr oder minder geschlossenes Gehäuse 2 aus einem hinreichend
starren Material, wie beispielsweise Kunststoff, umfaßt, welches
einen flächigen
Hohlraum 4 begrenzt. In dem von dem Gehäuse 2 umschlossenen
Hohlraum 4 ist eine Schüttung
aus Dämmstoffpartikeln 3,
z.B. aus expandiertem Polystyrol (EPS), eingeschlossen, welche sich
in dem in 1 gezeigten Betriebszustand
in einem expandierten Zustand befinden und gleichwohl eine dichte Packung
bilden, wobei die Partikel 3 – vorzugsweise unter einer
gewissen Kompression derselben – miteinander
in Kontakt stehen. Das Dämmelement 1 weist
somit gut wärme-
und schalldämmende
Eigenschaften auf.
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In
dem in 3 wiedergegebenen Betriebszustand weist das Dämmelement 1 demgegenüber erheblich
geringere Dämmeigenschaften
auf, da die Dämmstoffpartikel 3 komprimiert
worden sind und nur noch einen relativ geringen Abschnitt des zur
Verfügung
stehenden Hohlraums 4 einnehmen, so daß der Wärmedurchgangskoeffizient des
Dämmelementes 1 insgesamt
reduziert worden ist. Zur Kompression der Partikel 3 ist
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein über
die Fläche
des Hohlraums 4, z.B. entlang der Längsseiten desselben, insbesondere motorisch
verfahrbarer Schieber 6 vorgesehen, welcher die in dem
Hohlraum 4 befindlichen Partikel 3 komprimiert,
wenn er in Richtung des Pfeils 5 bewegt wird. Alternativ
kann der Hohlraum 4, z.B. mittels einer geeigneten Pumpe,
zu diesem Zweck selbstverständlich
auch mit einem Druckfluid, wie Druckluft, beaufschlagt werden, um
die Partikel 3 zu komprimieren, wodurch sie ebenfalls nur
noch einen Teil des Volumens in dem Hohlraum 4 einnehmen.
Die Expansion der Partikel 3 geschieht auf jeweils umgekehrte
Weise, indem bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Schieber 6 entgegen
des Pfeils 5 wieder nach oben verlagert wird, wodurch die
Partikel 3 druckentlastet werden und sich wieder in dem
gesamten Hohlraum 4 verteilen (1). Alternativ
können
die Partikel 3 selbstverständlich auch aus einem externen
Reservoir in den Hohlraum 4 eingebracht bzw. aus diesem
entfernt werden (nicht dargestellt).
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2 zeigt
im übrigen – sofern
gewünscht ebenfalls
einstellbaren – Zwischenzustand,
bei welchem die Partikel 3 bereits teilweise komprimiert
worden sind.
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In 4 und 5 ist
ein weiteres Dämmelement 1 wiedergegeben,
bei welchem anstelle von Dämmstoffpartikeln
ein fester oder fluidischer, z.B. flüssiger, Dämmstoff 3a vorgesehen
ist, welcher wiederum zwischen einer Position, in welcher er den Hohlraum 4 im
wesentlichen gänzlich
ausfüllt
( 4) und das Dämmelement 1 folglich
gut wärme- und
schalldämmende
Eigenschaften aufweist, und einer Position, in welcher er zumindest
einen Teil des Hohlraums 4 freigibt ( 5)
und das Dämmelement 1 folglich
demgegenüber
schlechtere wärme-
und schalldämmende
Eigenschaften besitzt, komprimierbar bzw. expandierbar ist. Zur
Druckbeaufschlagung des in dem Hohlraum 4 befindlichen
Dämmstoffes 3a kann
der Hohlraum 5 wiederum beispielsweise mit Fluiddruck,
z.B. mit Gasdruck, beaufschlagbar bzw. entlastbar sein, oder es
ist ein dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 bis 3 entsprechender
Schieber vorgesehen (in 4 und 5 nicht
gezeigt), welcher zur Kompression des Dämmstoffes 3a in Richtung
des Pfeils 5 nach unten und zur Expansion des Dämmstoffes 3a entgegen
dem Pfeil 5 nach oben verlagerbar ist. Das Dämmelement 1 kann
im übrigen – wie auch
das gemäß 1 bis 3 – insbesondere
elektrisch betätigbar
sein, was vorzugsweise mittels eines Schalters und/oder automatisch
in Abhängigkeit
der jeweils gewünschten,
insbesondere programmierbaren Dämmeigenschaften
geschehen kann.
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Die
in 6 und 7 gezeigte Ausführungsform
eines Dämmelementes 1 unterscheidet sich
von der gemäß 4 und 5 insbesondere dadurch,
daß dem
Dämmelement 1 ein
Energiespeicher 6 zugeordnet ist, welcher beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Rohrschlange umfaßt,
welche ein Wärme- bzw. Kühlmedium
aufnimmt und sich z.B. ebenfalls in dem Hohlraum 4 des
Gehäuses 2 befindet,
so daß sie
in dem in 6 gezeigten – gut wärme- und schalldämmenden
Betriebszustand des Dämmelementes 1 – praktisch
gänzlich
von dem Dämmstoff 3a umgeben
ist. Die Rohrschlange des Energiespeichers 6 kann dabei,
wenn das Dämmelement 1 in
ein Gebäude
eingebaut worden ist, mit einer Heiz-/Kühleinrichtung des Gebäudes korrespondieren.