DE102008008247A1

DE102008008247A1 - Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement zur Solarenergiegewinnung

Info

Publication number: DE102008008247A1
Application number: DE102008008247A
Authority: DE
Inventors: Oskar Fleck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-02-09
Also published as: DE102008008247B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement (200) zur Solarenergiegewinnung, das direkt auf die Dachunterkonstruktion oder auf die Wand aufzulegen und dort an der Lattung einzuhängen ist, bestehend aus: - einem Träger (11), - wenigstens einer schlauch- oder rohrförmigen Leitung zur Durchströmung mit einem flüssigen Medium, - einer Oberschale, die eine der Sonneneinstrahlung zugewandte Sichtfläche aufweist, wobei der Träger (11) zwei übereinander liegende, erste und zweite Plattenelemente (2; 3) aufweist, die überlappend und zueinander diagonal versetzt angeordnet sind. Die Oberschale liegt planparallel in einem Abstand zum zweiten Plattenelement (3) des Trägers. Zwischen dem zweiten Plattenelement (3) und dem dritten Plattenelement (4) ist wenigstens ein Abstandselement angeordnet. Die ersten Plattenelemente (2) sind nach dem Zusammenfügen mehrerer Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente zu einer Dacheindeckung oder Wandverkleidung komplett von den zweiten Plattenelementen (3) abgedeckt, wobei das dritte Plattenelement (4) vor und nach der Verlegung und nach dem Zusammenfügen mehrerer Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente zu einer Dacheindeckung oder Wandverkleidung seine ganze Sichtfläche beibehält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement zur Solarenergiegewinnung, das direkt auf die Dachunterkonstruktion oder die Wand aufzulegen und dort an der Lattung einzuhängen ist, bestehend aus:

– einem Träger,
– wenigstens einer schlauch- oder rohrförmigen Leitung zur Durchströmung mit einem flüssigen Medium,
– einer Oberschale, die eine der Sonneneinstrahlung zugewandte Sichtfläche aufweist.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine aus den Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselementen gefertigte Dacheindeckung oder eine Wand- bzw. Fassadenverkleidung.
Es sind zahlreiche Dacheindeckungselemente zur Solarenergiegewinnung bekannt, darin sogenannte Hybridmodule, die überwiegend als großformatige, selbsttragende Dachmodule oder als eine Dachhaut bildende Blechscharen bzw. Laminate ausgeführt sind, auf die Dünnschichtsolarzellen aufgeklebt sind. Die letzteren können mit rückseitig angebrachten heliothermischen Kollektorröhrchen versehen sein. Es sind auch Versuche vorgenommen worden, übliche Dachpfannen durch spezielle Solardachpfannen zu ersetzen. So ist beispielsweise aus DE-OS 27 29 313 eine profilierte, in Sandwichanordnung ausgeführte Solardachpfanne bekannt, die aus einer Unterschale, einer flächenmäßig gleichen licht- und wärmedurchlässigen Oberschale und einem dazwischen liegenden Energieumwandler von einer kleineren Fläche besteht. Die Solardachpfannen gemäß DE-OS 27 29 313 sind auf herkömmlicher Weise überlappend zu verlegen. Darüber hinaus ist die energiebezogene effektive Nutzfläche der Dachhaut um die Überlappungsbereiche vermindert. Weiterhin soll die Unterschale eine zusätzliche Dichtfunktion der Dachhaut übernehmen, jedoch sind keine Konstruktionsdetails der Abdichtung gezeigt. Ebenso sind keine Details der Umwandlung der Sonnenenergie in die elektrische Energie sowie keine Details der Anordnung der Wärmedämmung offenbart worden.
Die Aufgabe der Erfindung ist, neuartige Dacheindeckungselemente zur Solarenergiegewinnung zu konzipieren, die unabhängig von ihrem Format in einfachster Weise, wie es bei den herkömmlichen Dachpfannen üblich ist, bei der Verlegung an der Dachunterkonstruktion an den Dachlatten einhängbar sind, jedoch keine Überlappungsbereiche ergeben und trotzdem einen guten Regen- und Schmelzwasserablauf gewährleisten können. Die neuen Dacheindeckungselemente sollen eine Dachhaut bilden, also die Bauteile des Daches, die keine statisch wirkende, tragende Funktion besitzen.
Diese Aufgabe ist durch ein Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement der eingangs genannten Art gelöst, bei dem

– der Träger zwei übereinander liegende und flächig miteinander verbundene, ein erstes und ein zweites Plattenelement aufweist, von denen das erste Plattenelement im montierten Zustand eine auf die Dachunterkonstruktion oder auf die Wand gerichtete Unterseite aufweist, wobei das erste und das zweite Plattenelement derart überlappend und zueinander diagonal versetzt angeordnet sind, dass das zweite, der Dachunterkonstruktion oder der Wand abgewandte Plattenelement einen Eckbereich des ersten Plattenelementes abdeckt, und wobei der Träger Kopf- und Fußbereiche aufweist, die im montierten Zustand des Trägers mit den jeweiligen Dachlatten Kontakt haben,
– die Oberschale ein planparallel in einem Abstand zum zweiten Plattenelement des Trägers liegendes, drittes Plattenelement ist,
– zwischen dem zweiten Plattenelement und dem dritten Plattenelement wenigstens ein Abstandselement angeordnet ist,
– das zweite Plattenelement und damit der gesamte Träger über wenigstens ein Befestigungselement mit dem dritten Plattenelement miteinander verbunden sind,

Vorzugsweise ist der Träger an seinen sich gegenüber liegenden Kopf- und Fußbereichen treppenartig abgestuft. Die Abstufungen im Kopf- und Fußbereichen sind zueinander kompatibel, so dass der Kopfbereich eines verlegten Dacheindeckungselementes unter den Fußbereich eines weiteren Dacheindeckungselementes hineinpasst. Der Kopfbereich des verlegten Dacheindeckungselementes ist dem First und entsprechend sein Fußbereich der Traufe zugewandt. Durch die Abstufungen und die versetzte Anordnung des ersten und des zweiten Plattenelementes wird ein hoher Dichtigkeitsgrad erreicht.
Vorzugsweise ist das dritte Plattenelement zu einer Fläche des zweiten Plattenelementes kongruent, die von einer Fußkante des zweiten Plattenelementes bis zu dessen Stu fenkante hin reicht. Mit anderem Wort deckt sich das dritte Plattenelement – in Draufsicht auf seine Flachseite gesehen – mit der vorgenannten Fläche des zweiten Plattenelementes, wodurch eine plane Gesamtsichtfläche der Dachhaut erreicht wird.
Allerdings ist es nicht ausgeschlossen, die Fläche des dritten Plattenelementes entsprechend zu vergrößern und die Höhe der Abstandselemente zu differenzieren, so dass eine nicht plane, sondern sich überlappende, übliche Pfannenanordnung entsteht. In den Kopfbereich des Trägers kann wenigstens ein Einhängesteg integriert sein, der vorzugsweise rechtwinklig zur Unterseite des ersten Plattenelementes angeordnet und mit seiner freien Längskante – im montierten Zustand – nach unten, d. h. auf die Dachunterkonstruktion gerichtet ist. Der Einhängesteg kann so breit wie das Plattenelement oder kürzer sein.
Die Plattenelemente des Trägers können durch Verklebung, Verschraubung oder einen Formschluss miteinander verbunden sein. Vorzugsweise jedoch ist der Träger in einem Materialstück, vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.
Sowohl das untere als auch das zweite Plattenelement kann in Draufsicht auf seine Flachseite polygonal, insbesondere rechteckig sein. Eine von der rechteckigen abweichende Außenkontur ist auch möglich, indem eine bzw. zwei sich gegenüber liegende Seitenkanten nicht in die rechteckige Außenkontur eingeschrieben, beispielsweise geschwungen sind.
Zur Verbindung der verlegten Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente miteinander können Einrastelemente vorgesehen sein. So können beispielsweise an der Unterseite des zweiten Plattenelementes mehrere Zapfen bzw. Vorsprünge angeordnet sein, die beim Zusammenfügen zweier Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente in kompatible, am unteren Plattenelement befindliche Sacklöcher eingreifen können. Eine umgekehrte Anordnung der Einrastelemente ist auch möglich, indem die Sacklöcher an der Unterseite des zweiten Plattenelementes eingebracht sind.
Vorzugsweise ist die schlauch- oder rohrförmige Leitung so dimensioniert, dass sie sowohl mit der Oberseite des zweiten Plattenelementes als auch mit der Unterseite des dritten Plattenelementes Kontakt hat. Hierbei kann die Unterseite des obersten Plattenelementes entsprechend strukturiert sein, um den freien Durchfluss des Luftstroms zu gewährleisten. Beispielsweise kann das dritte, obere Plattenelement in der Form eines Trapezblechs ausgeführt sein.
Die Festlegung der verlegten Leitung an dem Träger kann durch Clips, Klammern, Schellen oder sonstige mechanische Hilfsmittel erfolgen. Das zweite Plattenelement kann in Form einer aus der Bodenheizungstechnik bekannten Noppenplatte ausgeführt sein. Die Noppenplatte kann auf das zweite Plattenelement aufgeklebt sein. mit Eine solche Noppenplatte eignet sich ebenfalls zur Verlegung und zum Festklemmen der Leitung.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann am zweiten Plattenelement des Trägers eine Lochplatte angebracht, vorzugsweise angeklebt sein. Die Lochplatte umfasst eine Matrix von Öffnungen, in die die Leitung zu fixierenden Rastelemente, wie Schellen, Klammern und Clips eingreifen können. Die in die Lochplatte eingreifenden Rastelemente ermöglichen eine spannungsfreie Verlegung von schlauch- oder rohrförmigen Leitungen.
Die Lochplatte kann gegenüber dem zweiten Plattenelement diagonal versetzt sein. So können die entstandenen Überstände an der Lochplatte – bei der Verlegung – die freien, kompatiblen Randflächen des zweiten Plattenelementes überdecken und auf diese Weise zusätzlich für die erforderliche Wasserdichtheit sorgen.
Es ist auch denkbar, das zweite Plattenelement etwa schalenförmig, beispielsweise im Spritzgussverfahren anzufertigen und am Boden der Schale nutartige Führungen für die Leitung vorzusehen.
Das erste, untere Plattenelement des Trägers kann wenigstens zwei sich gegenüber liegende, schürzenartig herabfallende Seitenwände aufweisen, die eine an der Unterseite des ersten Plattenelementes befindliche Kammer bilden. Die Kammer kann hohl oder mit thermoisolierendem Stoff, wie Polyurethanschaum, befüllt sein.
Der thermoisolierende Stoff kann auch eine an der Unterseite des ersten Plattenelementes ganzflächig eingebrachte Thermoisolierungs-Schicht bilden.
Die hohle Kammer kann Teil eines Luftkanals bilden, falls sie nur durch zwei gegenüberliegende, längliche Seiten wände gebildet ist. Der Luftkanal kann – senkrecht zur Traufenlinie gerichtet – in einen etwa horizontal, parallel zum First verlaufenden Luftsammelkanal münden, der mit wenigstens einem Ventilator ausgestattet sein kann.
Die frische Außenluft kann auch im Traufenbereich angesaugt, im Luftkanal erwärmt und infolge der Konvektion ohne Energieaufwand oder mit Hilfe des Ventilators abgezogen und gegebenenfalls nach Bedarf haustechnisch genutzt werden.
Als Material zur Herstellung von Plattenelementen eignen sich Kunststoffe, Keramik, Beton, Metall, Holzwerkstoff oder Mischungen davon. Als Kunststoffe kommen Thermoplaste, beispielsweise Polycarbonat, Polypropylen, Polystyrol und Polyamid in Frage, die sich einfach durch Spritzguss verarbeiten lassen. Die Formmassen können mit Textil- oder Glasfasern und/oder mit mineralischen Füllstoffen verstärkt sein. Bei der Auswahl von Formmassen werden hohe mechanische Beständigkeit, insbesondere Schlagfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, UV-Beständigkeit sowie eine geringe Dehnbarkeit angestrebt. Das relativ teuere Polycarbonat kann durch andere Kunststoffe mit dem Polycarbonat ähnlichen Eigenschaften, wie dem rodukt „Luran S" von BASF AG, ersetzt werden.
Die beiden Plattenelemente des Trägers können miteinander verklebt oder in sonstiger Weise verbunden sein, jedoch wird eine einteilige Ausführung des Trägers, beispielsweise im Spritzgussverfahren bevorzugt. Hierzu eignen sich insbesondere sogenannte Regenerat-Kunststoffe bzw. Regranulate.
Der aus Keramik, Metall oder Kunststoff gefertigte Träger kann als Dacheindeckungselement verwendet werden. Im vorliegenden Fall kommt das dritte Plattenelement nicht in Einsatz. Ein solches Dacheindeckungselement kann mit oder ohne Wärmedämmung eingesetzt sein.
Das beschriebene Dacheindeckungselement kann als heliothermisch bezeichnet werden. Soll das dritte Plattenelement mit photovoltaischen Solarzellen versehen sein, entsteht ein sogenannter Hybridmodul. Die photovoltaischen Solarzellen können auf die Oberseite des oberen, dritten Plattenelementes aufgeklebt oder an dem Plattenelement mechanisch befestigt, zum Beispiel angeschraubt sein. Die Klebeverbindung kann fest oder lösbar sein.
Von großem Vorteil ist die einfache Montage der Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente gemäß Erfindung, die durch einen Facharbeiter durchgeführt werden kann, falls es die Formate und das Gewicht der einzelnen Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente erlauben. Die Verlegung lässt sich auch durch ungeschulte Personen durchführen.
Vom Vorteil ist, dass die aus den Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselementen gemäß Erfindung zusammengesetzten Dacheindeckungen oder Wandverkleidungen doppel- bzw. mehrschalig und somit stabiler sind.
Die erfindungsgemäßen Dacheindeckungselemente können als heliothermische Flachkollektoren oder Hybridmodule in beliebige Dachfläche als Dachhaut oder in eine Gebäudefassade eingebaut werden, ohne mechanische Befestigungsmittel, wie Schrauben, Bolzen, Nägel und dergleichen verwenden zu müssen. Da die Dacheindeckungselemente modular sind, können nach Bedarf durch speziell angefertigte Module von demselben Umriss ersetzt werden, die in die entstandene Lücke hineinpassen, beispielsweise Dachlüfter, Antennendurchgangspfanne oder anderes Dachzubehör.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 eine erste Ausführungsform des Dacheindeckungselementes gemäß Erfindung, vor dem Einsetzen des oberen Plattenelementes an dem Träger, in einer schematischen Seitenansicht;
2 ein zusammengesetztes Dacheindeckungselement gemäß 1, in einer schematischen Seitenansicht;
3 den Träger gemäß 1 in Draufsicht auf seine Oberseite, in einer schematischen Darstellung;
4 das Dacheindeckungselement gemäß 2, in einer schematischen Draufsicht auf seine Sichtfläche;
5 eine zweite Ausführungsform des Dacheindeckungselementes gemäß Erfindung, ebenfalls in einer schematischen Seitenansicht;
6 zwei in ihrem Fuß- und Kopfbereich zusammengefügte Dacheindeckungselemente gemäß 5, in einer perspektivischen Darstellung;
7 einen Schnitt A-A gemäß 6;
8 Teil einer aus mehreren Dacheindeckungselementen gemäß 5 zusammengefügter Dachhaut, in einer perspektivischen Darstellung;
9 einen Schnitt B-B gemäß 8;
10 die Plattenelemente des Trägers mit angedeutetem Eckbereich, in einer Draufsicht auf seine Oberseite;
11 die Plattenelemente des Trägers in einer Draufsicht auf seine Unterseite;
12 den Träger mit aufgeklebter Lochplatte, in einer Draufsicht auf ihre Oberseite;
13 den Träger gemäß 12, in einer schematischen Seitenansicht;
14 Detail der Fixierung einer auf den Träger verlegten Leitung;
15 eine weitere Ausführungsform des Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselementes, in einer schematischen Draufsicht auf den mit der Lochplatte bedeckten Träger;
16 bis 18 Detail einer Anordnung der zwischen den zweiten und dritten Plattenelementen verlegten Leitung;
19 den als Dachpfanne gefertigten Träger, ohne Abstandselemente und ohne Wärmedämmung, in einer perspektivischen Ansicht;
20 den als Dachpfanne gefertigten Träger, mit Wärmedämmung, in einer perspektivischen Ansicht;
21 das Dacheindeckungselement gemäß 2, in einer perspektivischen Ansicht;
22 mehrere an den Dachlatten verlegte Dacheindeckungselemente gemäß 2, in einer perspektivischen Ansicht auf eine Unterseite der Dachhaut.
In 1 ist ein Dacheindeckungselement 100 dargestellt, bestehend aus einem unteren, ersten Plattenelement 2, einem mit dem ersten flächig verbundenen zweiten Plattenelement 3 und einem oberhalb des zweiten Plattenelementes 3 angeordneten dritten, oberen Plattenelement 4. Das erste und das zweite Plattenelemente 2, 3 bilden einen Träger 1, der einen Kopfbereich 6 und einen Fußbereich 7 aufweist. Die Adjektive „untere", „obere" beziehen sich auf Teile einer verlegten Dacheindeckung. Dementsprechend ist der Kopfbereich des Trägers 1 (im montierten Zustand) auf den First und der Fußbereich auf die Traufe gerichtet.
Die Kopf- und Fußbereiche 6; 7 des Trägers 1 weisen jeweils eine treppenartige Abstufung 35; 36 auf. Die Abstufungen 35; 36 sind zueinander kompatibel, d. h. die Abstufung 35 des Kopfbereichs 6 wird bei der Verlegung der Dacheindeckungselemente durch die traufenseitige Abstufung 36 „formschlüssig" abgedeckt (vgl. 6). Die Abstufung 35 im Kopfbereich 6 setzt sich aus zwei am ersten, unteren Plattenelement 2 eingebrachten Stufen 37, 38 und einer am zweiten Plattenelement 3 eingebrachten, obersten Stufe 39 zusammen. Dementsprechend besteht die Abstufung 36 im Fußbereich 7 ebenfalls aus drei Stufen 45, 46, 47, die jedoch an der Unterseite des Trägers 1 angeordnet sind. Die oberste Stufe 39 im Kopfbereich 6 geht in eine Stufenkante 24 des zweiten Plattenelementes 3 über. Die mittleren Stufen 38, 46 sind durch die versetzte Anordnung der Plattenelemente 2; 3 entstanden.
Das erste Plattenelement 2 weist eine auf die Dachunterkonstruktion gerichtete Unterseite 12 und eine Oberseite 31 auf, die teilweise von dem zweiten Plattenelement 3 abgedeckt ist. Das dritte Plattenelement 4 weist wiederum eine auf die Sonneneinstrahlung gerichtete Oberseite 14 und eine Unterseite 15 auf, die einer Oberseite 13 des zweiten Plattenelementes 3 zugewandt ist. Auf die Oberseite 14 des dritten Plattenelementes 4 (vgl. 2 und 4) ist eine an sich bekannte Solarzelle 55, in vorliegenden Fall eine folienartige Dünnschichtsolarzelle aufgeklebt. Die folienartige Dünnschichtsolarzelle bildet eine Sichtfläche 10 des Dacheindeckungselementes 100.
Das erste und das zweite Plattenelemente 2; 3 des Trägers 1 sind überlappend und zueinander diagonal versetzt (vgl. 3) angeordnet, so dass das zweite, der Dachunterkonstruktion abgewandte Plattenelement 3 einen Eckbereich 29 des ersten, unteren Plattenelementes 2 abdeckt. Der durch die Überlappung gebildete Eckbereich 29 ist mit einer Schattierung in 10 angedeutet. Dort ist erkennbar, dass sich der Eckbereich 29 bis zu einer Symmetrielinie S des unteren Plattenelementes 2 und zu einer firstseitigen Außenkante 40 des zweiten Plattenelementes 3 erstreckt. Die Symmetrielinie S deckt sich auch mit einer Längskante 52 des zweiten Plattenelementes 3, die gegenüber seiner freien Längskante 56 liegt.
In 2 ist das zusammengelegte Dacheindeckungselement 100 dargestellt, bei dem zwischen dem dritten, oberen Plattenelement 4 und dem zweiten Plattenelement 3 des Trägers 1 Abstandselemente 19.1, 19.2, 19,3, 19.4 angeordnet sind, die sich jeweils aus einem an der Oberseite 13 des zweiten Plattenelementes 3 angeordneten Rohrabschnitt 48 und einem an der Unterseite 15 des dritten Plattenelementes 4 befindlichen Rohrabschnitt 49 zusammensetzt. Die nach unten zeigenden Rohrabschnitte 49 haben einen kleineren Durchmesser als die des Trägers 1.
Wie die 2 zeigt, sind die Rohrabschnitte 48, 49 ineinander teleskopartig eingeschoben.
Das dritte Plattenelement 4 liegt also oberhalb des zweiten Plattenelementes 3 auf einer Höhe H, die durch die Höhe der unteren Rohrabschnitte 48 vorbestimmt ist.
Selbstverständlich kann eine andere Anordnung (nicht dargestellt) gewählt werden, bei der die Rohrabschnitte von kleinerem Durchmesser an dem zweiten Plattenelement 3 und die von größerem Durchmesser am dritten Plattenelement 4 angebracht sind.
Wie die 2, 5, 7 und 9 zeigen, ist zwischen dem dritten Plattenelement 4 und dem darunter liegenden zweiten Plattenelement 3 ein Raum 50 von der Höhe H geschaffen, in dem schlauchartige, wasserdurchströmte Leitungen 22 unter Einhaltung eines Gefälles verlegt sind. Die Leitungen 22 haben einen Durchmesser, der der Höhe der Abstandselemente 19.1, 19.2, 19,3, 19.4 entspricht, so dass ein mechanischer und thermischer Kontakt mit den Plattenelementen 3, 4 gesichert ist.
Der in 1 gezeigte Träger 1 kann als einfaches Dacheindeckungselement (Dachpfanne) bezeichnet werden, bei dem auf das dritte Plattenelement und auf die Abstandselemente verzichtet wurde. Eine solche Dachpfanne 42 ist perspektivisch in 19 dargestellt. Für die 19 gelten gleiche Bezugszahlen, wie in 1 dargestellt. Die Dachpfanne 42 ist in einem Materialstück aus Polyethylen gefertigt. Eine Ausführung aus Keramik ist auch denkbar.
Den 16, 17 und 18 sind unterschiedliche Ausführungen des oberen, dritten Plattenelementes 4 zu entnehmen. Gemäß 16 ist die Unterseite 15 etwa wellenartig geformt. Dabei stehen die unteren Wellengipfel mit der verlegten Leitung 22 in Kontakt, dagegen bilden die Wellentäler mehrere Luftkanäle 67, die über der Leitung 22 verlaufen. Das obere Plattenelement 4 ist im Spritzgussverfahren aus Polyethylen hergestellt.
Eine ähnliche Konfiguration der Luftkanäle 67 ist in 17 dargestellt, wobei es sich hier um eine trapezförmig ausgeführte Unterseite 15 des oberen Plattenelementes 4 handelt. Dementsprechend sind die Luftkanäle 67 ebenfalls trapezförmig. Die Oberseite des oberen Plattenelementes 4 (beide 16, 17) ist plan.
Gemäß 18 ist das obere Plattenelement 4 in der Form eines an sich bekannten Trapezblechs, ebenfalls im Spritzgussverfahren gefertigt. Die verlegte Leitung 22 hat nur mit den nach unten zeigenden Trapezabschnitten 68 Kontakt und überlässt freie Luftkanäle 67 zwischen den übrigen, oberen Trapezabschnitten 69 und der Leitung. Vorzugsweise ist der obere Trapezabschnitt 69 wesentlich breiter als der untere, so dass für die angebrachte Solarzelle (nicht dargestellt) eine ausreichende Klebefläche zur Verfügung steht.
Die 3 zeigt, dass zur Fixierung der Leitungen 22 am Träger 1 eine Noppenplatte 62 vorgesehen ist. Bei der Verlegung der Leitung 22 wird diese einfach in die Räume zwischen den Noppen 16 der Noppenplatte 62 eingedrückt.
Die 12, 13 zeigen ein Dacheindeckungselement 300, dessen zweites Plattenelement 3 eine Umrahmung 63 aufweist, in die eine Lochplatte 59 hineinpasst, wobei diese mit der Oberkante der Umrahmung 63 flüchtet. Die an die Oberfläche 13 des zweiten Plattenelementes 3 aufgeklebte Lochplatte 59 ist mit zahlreichen durchgehenden kreisförmigen Öffnungen 51 versehen, die gemäß 14 jeweils abgestuft sind. Dies ermöglicht wiederum das Einrasten in der Öffnung 51 eines elastomeren Rastknopfes 61 einer die Leitung umgebenden Schelle 58 (vgl. 14). Vorteilhaft ist, dass die dichte Matrix von Öffnungen 51 eine spannungsfreie Verlegung von Leitungen 22 gewährleisten kann.
Vom Vorteil ist, dass der teleskopartige Aufbau der Abstandselemente 19.1, 19.2, 19,3, 19.4 eine Höhenregulierung des Raums 40 und Anpassung an den Durchmesser der Leitungen 22 ermöglicht. Die Fixierung des obersten Plattenelementes 4 am Träger 1 erfolgt mit Hilfe von schraubenartigen, koaxial zu den rohrförmigen Abstandselementen 19.1, 19.2, 19,3, 19.4 angeordneten Befestigungsmitteln 21.1, 21.2, 21.3, 21.4 (vgl. 5).
Weiterhin ist den 1, 2 und 3 zu entnehmen, dass das dritte Plattenelement 4 zu einer Fläche 26 des zweiten Plattenelementes 3 kongruent ist, die von einer Fußkante 23 des zweiten Plattenelementes 3 bis zu dessen dem Kopfbereich 6 zugewandten Stufenkante 24 hin reicht. Mit anderen Worten stellt die beschriebene Fläche 26 des zweiten Plattenelementes 3 eine Projektion des obersten, dritten Plattenelementes 4 auf den Träger 1 dar.
Ferner sind auf der Oberseite 31 des unteren Plattenelementes 2 (vgl. 10 und 11) walzenförmige Noppen 41 angeordnet, die beim Zusammenfügen zweier Träger in die zu den Noppen kompatiblen, an der Unterseite 43 des zweiten Plattenelementes 3 befindlichen Öffnungen 44 eingreifen.
Der Träger 1 verfügt über ein an der Oberseite 31 des ersten Plattenelementes 2 und an der Oberseite 13 des zweiten Plattenelementes 3 verlaufendes Wasserablaufsystem 28. Das Wasserablaufsystem 28 hat in Draufsicht auf die Flachseite des Trägers 1 die Form eines Großbuchstabens T und besteht aus zwei am unteren Plattenelement 2 eingearbeiteten, zueinander senkrecht liegenden Flachnuten 32, 33, sowie einer weiteren oberen, am zweiten Plattenelement 3 eingebrachten Flachnut 34. Die letztere verläuft parallel zur unteren Flachnut 32 und zugleich parallel zur Stufenkante 24 des zweiten Plattenelementes 3. Die Flachnut 33 des ersten Plattenelementes 2 tangiert mit der Längskante 52 des zweiten Plattenelementes 3, die Flachnut 32 hingegen mit einer Längenhälfte der Außenkante 40 des zweiten Plattenelementes 3. Der Wasserablauf ist also derart konzipiert, dass das in den Raum 40 einfließendes Regen- oder Schmelzwasser direkt in die Flachnuten 32, 33, 34 gelangt und das zweite Plattenelement 3 entlang der firstseitigen Außenkante 40 und Längskante 52 umströmt.
Von besonderem Vorteil ist, dass die bei der Verlegung entstandenen Fugen 53 zwischen den benachbarten Dacheindeckungselementen (vgl. 6 und 8) völlig und regenwasserdicht durch die Abstufungen abgedeckt sind. Vor teilhaft ist es auch, dass das ganze Wasserablaufsystem 28 unsichtbar für den Betrachter unterhalb der oberen Plattenelemente 4 liegt.
Der Träger 1 ist mit einem längs seiner firstseitigen Außenkante 27 verlaufenden und nach unten weisenden Einhängesteg 8 zum Einrasten an einer Dachlatte 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 (vgl. 1, 2, 8 und 19) versehen.
In den 5, 7 und 21 ist ein Dacheindeckungselement 200 dargestellt, dessen Aufbau im Wesentlichen dem des Dacheindeckungselementes 100 sehr ähnlich ist. Das Dacheindeckungselement 200 weist einen Träger 11 auf, dessen unteres Plattenelement 2 mit vier schürzenartig herabfallenden Seitenwänden 54.1, 54.2; 54.3, 54.4 (vgl. 8) versehen ist. Die Seitenwände 54.1, 54.2; 54.3, 54.4 umrahmen eine sich an der Unterseite 12 des ersten Plattenelementes 2 befindliche Kammer 9, die mit einem thermoisolierendem Stoff 17, hier: Polyurethanschaum (vgl. 7, 9 und 22) befüllt ist. Auf die Oberseite 14 des oberen, dritten Plattenelementes 4 sind Dünnschichtsolarzellen 55 aufgeklebt.
Der in 20 gezeigte, aus den Plattenelementen 2; 3 bestehende Träger 11 kann ebenfalls als Dachpfanne (Bezugszahl 70) bezeichnet werden, die mit der oben beschriebenen schaumartigen Wärmedämmung ausgestattet ist. Die Dachpfanne 70 ist in einem Materialstück in Spritzgussverfahren aus graphitfarbenem Polycarbonat gefertigt.
Die 22 zeigt mehrere hintereinander verlegte und an den Dachlatten 5.1, 5.2, 5.3 eingehängte Dacheindeckungs elemente 200. Von großem Vorteil ist, dass die gesamte, in die Dacheindeckungselemente integrierte Wärmedämmung oberhalb Dachlatten verläuft und dadurch einfach zu verlegen ist. Auf diese Weise kann man mit einem Arbeitsgang sowohl die Dachpfannen mit oder ohne Hybridmodule, als auch die Wärmedämmung verlegen.
Zwar ist die mit dem thermoisolierenden Stoff 17 befüllte Kammer 9 durch vier Seitenwände 54.1, 54.2; 54.3, 54.4 (vgl. 22 und 11) umrahmt, jedoch gibt die 22 dem Fachmann Hinweise darauf, dass auf wenigstens eine Seitenwand der Kammer 9, beispielsweise auf die im Fußbereich liegende Seitenwand 54.3, verzichtet werden kann.
In der Kammer 9 des Trägers 11 kann auch ein angepasstes, an sich bekanntes Vakuum-Isolations-Paneel (nicht dargestellt) untergebracht sein, bei dem sich um ein zu Platten verpressten Pulver auf der Basis von Kieselsäure handelt. Das Pulver wird mit einer dünnen, vakuumdichten Folie umhüllt und die Luft evakuiert. Die Vakuum-Isolations-Paneele zeichnen sich durch eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit aus, die deutlich unter dem Wert üblicher Dämmstoffe liegt.
Die 8 zeigt Teil einer Dacheindeckung 30, die sich aus mehreren verlegten Dacheindeckungselementen 200 zusammensetzt. Charakteristisch ist eine überlappungsfreie, plane Gesamtsichtfläche 60 sowie eine Überdeckung von entstandenen Fugen 53 durch die zweiten Plattenelemente 3. Die aufgeklebten Dünnschichtsolarzellen 55 sind miteinander elektrisch verkoppelt („Plus/Minus"-Zeichen), wobei die gewonnene elektrische Energie über Elektroleitungen 20 zu einer nicht dargestellten Sammelschiene ab geführt wird. Mit dem Pfeil F ist die Firstrichtung bezeichnet. Die Dacheindeckung 30 stellt einen aus mehreren Dacheindeckungselementen 200 zusammengesetzten Modul (Abteilung) dar, der im vorliegenden Fall Ausmaße 1,8 m × 2,7 m hat. Die Ausmaße können in breiten Bereichen variieren. Die Module können voneinander durch einfache Profile oder Leisten aus Metall oder Kunststoff (nicht dargestellt) getrennt sein. Die verlegten Module sowie die einzelnen Dacheindeckungselemente im Modul sind austauschbar.
Weiterhin ist in 9 Teil eines senkrecht zur First- bzw. Traufenlinie verlaufenden Luftkanals 18 zu sehen, der an der Unterseite 12 der unteren Plattenelemente 2 angeordnet ist und in einen parallel zum First verlaufenden, schematisch in 8 angedeuteten Luftsammelkanal 57 mündet. Um eine ungestörte Luftdurchströmung zu gewährleisten, sind nur zwei sich gegenüber liegende Seitenwände 54.1, 54.2 am Plattenelement 2 vorhanden. Die übrigen Seitenwände sind weggelassen.
Die 15 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dacheindeckungselementes (Bezugszahl 400), bei der zwecks Klarheit der Zeichnung das dritte, obere Plattenelement weggelassen ist. Eine Besonderheit der Ausführungsform ist eine diagonal versetzte Anordnung der an das zweite Plattenelement 3 des Trägers 11 aufgeklebten Lochplatte 59 gegenüber dem zweiten Plattenelement 3. Wie die Figur zeigt, ist die Lochplatte 59 in Richtung Noppen 41 und Fußbereich 7 versetzt, so dass freie Randbereiche 65, 66 am zweiten Plattenelement 3 gebildet sind, die bei der Verlegung durch die benachbarten (nicht gezeigt) Loch platten überdeckt sind. Die Anordnung des dritten Plattenelementes gegenüber dem Träger bleibt unverändert.
Es sei darauf hingewiesen, dass alle Merkmale der vorliegenden Erfindung und alle Ausführungsbeispiele sich ebenso auf eine Wand- bzw. Fassadenverkleidungsplatte beziehen.

1: Träger
2: (erstes) Plattenelement
3: (zweites) Plattenelement
4: (drittes) Plattenelement
5.1, 5.2, 5.3, 5.4: Dachlatte
6: Kopfbereich
7: Fußbereich
8: Einhängesteg
9: Kammer
10: Sichtfläche
11: Träger
12: Unterseite (v. 2)
13: Oberseite (v. 3)
14: Oberfläche (v. 4)
15: Unterseite (v. 4)
16: Noppe
17: Stoff
18: Luftkanal
19.1, 19.2, 19.3, 19.4: Abstandselement
20: Elektroleitungen
21.1, 21.2, 21.3, 21.4: Befestigungselement
22: Leitung
23: Fußkante (v. 3)
24: Stufenkante (v. 3)
26: Fläche
27: Außenkante (v. 1)
28: Wasserablaufsystem
29: Eckbereich
30: Dacheindeckung
31: Oberseite (v. 2)
32, 33, 34: Flachnut
35: Abstufung
36: Abstufung
37, 38, 39: Stufe (v. 35)
40: Außenkante (v. 3)
41: Noppe
42: Dachpfanne
43: Unterseite (v. 3)
44: Öffnung
45, 46, 47: Stufe (v. 36)
48, 49: Rohrabschnitt (v. 19)
50: Raum
51: Öffnung
52: Längskante
53: Fuge
54.1, 54.2; 54.3, 54.4: Seitenwand
55: Solarzelle
56: Längskante
57: Luftsammelkanal
58: Schelle
59: Lochplatte
60: Gesamtsichtfläche
61: Rastknopf
62: Noppenplatte
63: Umrahmung
64: Thermoisolierungs-Schicht
65, 66: Randbereich
67: Luftkanal
68, 69: Trapezabschnitt
70: Dachpfanne
F: Firstrichtung
H: Höhe (v. 19)
S: Symmetrielinie
100; 200; 300; 400: Dacheindeckungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2729313 A [0003, 0003]

Claims

Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement (100; 200; 300; 400) zur Solarenergiegewinnung, das direkt auf die Dachunterkonstruktion oder auf die Wand aufzulegen und dort an der Lattung einzuhängen ist, bestehend aus: – einem Träger (1; 11), – wenigstens einer schlauch- oder rohrförmigen Leitung (22) zur Durchströmung mit einem flüssigen Medium, – einer Oberschale, die eine der Sonneneinstrahlung zugewandte Sichtfläche (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Träger (1; 11) zwei übereinander liegende und flächig miteinander verbundene, ein erstes und ein zweites Plattenelement (2; 3) aufweist, von denen das erste Plattenelement (2) im montierten Zustand eine auf die Dachunterkonstruktion oder auf die Wand gerichtete Unterseite weist, wobei das erste und das zweite Plattenelement (2; 3) derart überlappend und zueinander diagonal versetzt angeordnet sind, dass das zweite, der Dachunterkonstruktion oder der Wand abgewandte Plattenelement (3) einen Eckbereich (29) des ersten Plattenelementes (2) abdeckt, und wobei der Träger (1; 11) Kopf- und Fußbereiche (6; 7) aufweist, die im montierten Zustand des Trägers mit jeweiligen Latten (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) kontaktieren, – die Oberschale ein planparallel in einem Abstand (A) zum zweiten Plattenelement (3) des Trägers liegendes, drittes Plattenelement (4) ist, – zwischen dem zweiten Plattenelement (3) und dem dritten Plattenelement (4) wenigstens ein Abstandselement (19.1, 19.2, 19.3, 19.4) angeordnet ist, – das zweite Plattenelement (3) und damit der gesamte Träger (1; 11) über wenigstens ein Befestigungselement (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) mit dem dritten Plattenelement (4) miteinander verbunden sind, wobei die jeweilige Dachunterkonstruktion oder die Wandlattung nach dem Zusammenfügen mehrerer Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente zu der Dacheindeckung (30) oder Wandverkleidung komplett von den ersten Plattenelementen (2) abgedeckt ist, und wobei die ersten Plattenelemente (2) nach dem Zusammenfügen mehrerer Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente zu der Dacheindeckung (30) oder Wandverkleidung komplett von den zweiten Plattenelementen (3) abgedeckt sind, und wobei das dritte Plattenelement (4) vor und nach der Verlegung und nach dem Zusammenfügen mehrerer Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselemente zu einer Dacheindeckung (9) oder Wandverkleidung seine ganze Sichtfläche (10) beibehält.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Plattenelement (2) des Trägers (1; 11) von einer Thermoisolierungs-Schicht (64) unterlegt ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoisolierungs-Schicht (64) in einer Kammer (9) untergebracht ist, die an einer Unterseite (12) des ersten Plattenelementes (2) angeordnet und durch wenigstens zwei sich gegenüber liegende, schürzenartig herabfallende Seitenwände (54.1, 54.2) gebildet ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Plattenelement (2) im Kopfbereich (6) des Trägers wenigstens ein Einhängesteg (8) angeordnet ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger an seinen sich gegenüber liegenden Kopf- und Fußbereichen (6; 7) treppenartig abgestuft ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Plattenelement (4) zu einer Fläche (26) des zweiten Plattenelementes (3) kongruent ist, die von einer Fußkante (23) des zweiten Plattenelementes (3) bis zu dessen dem Kopfbereich (6) zugewandten Stufenkante (24) hin reicht.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichtfläche (10) des dritten Plattenelementes (4) durch photovoltaische Solarzellen (55) gebildet ist, die an eine Oberfläche (14) des dritten Plattenelementes (4) angebracht sind.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Träger bildenden Plattenelemente (2; 3) miteinander lösbar verbunden sind.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1; 11) in einem Materialstück ausgeführt ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (22) sowohl mit der Oberseite (13) des zweiten Plattenelementes (3) als auch mit der Unterseite (15) des dritten Plattenelementes (4) in Kontakt steht.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (15) des dritten Plattenelementes (4) derart strukturiert ist, dass diese nach der Verlegung der Leitung (22) den Durchfluss des Luftstroms ermöglicht.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (15) des dritten Plattenelementes (4) wellen- oder kammartig ausgebildet ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (15) des dritten Plattenelementes (4) trapezartig ausgebildet ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Plattenelement (4) in der Form eines Trapezblechs vorliegt.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Plattenelement (3) des Trägers Verankerungsmittel zur Fixierung der schlauch- oder rohrförmigen Leitung (22) an der Oberseite (13) des zweiten Plattenelementes (3) aufweist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsmittel zahlreiche Öffnungen (51) sind, in die die Schellen (58), Klammern oder sonstige Rastelemente einzudrücken sind.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (51) an einer an der Oberseite (13) des zweiten Plattenelementes (3) angebrachten Lochplatte (59) angeordnet sind.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (59) gegenüber dem zweiten Plattenelement (3) diagonal versetzt ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schelle (58) mit wenigstens einem, vorzugsweise elastomeren Rastknopf (61) versehen ist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (51) – in ihrem axialen Schnitt gesehen – derart gestaltet bzw. abgestuft ist, dass der in die Öffnung (51) hinein gedrückte Rastknopf (61) dort verrastet.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsmittel Noppen (16) zum Festklemmen der verlegten Leitung (22) sind.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Plattenelement (2) wenigstens einen auf seiner Unterseite (12) verlaufenden Luftkanal (18) aufweist.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenelemente (2; 3; 4) aus thermoplastischem Kunststoff, wie Polycarbonat der Polyethylen, gefertigt sind.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenelemente (2; 3; 4) wenigstens teilweise keramisch sind.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenelemente (2; 3; 4) wenigstens teilweise aus Metall bestehen.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenelemente (2; 3; 4) wenigstens teilweise aus Holzwerkstoff bestehen.
Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Plattenelemente (2; 3) miteinander verklebt oder verschweißt sind.
Dacheindeckung oder Wandverkleidung, gefertigt aus Dacheindeckungs- oder Wandverkleidungselementen nach Anspruch 1 und gegebenenfalls nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 27.