-
Die Erfindung betrifft eine Dacheindeckung zur Beheizung von Dachflächen oder dergleichen, also Flächen, welche im Winter eine Schneelast aushalten müssen.
-
Eine Vorrichtung zur Beheizung der Innenseite eine Daches ist aus der
DE 2006 015 220 bekannt. Daneben können auch Elektromatten auf Dächer gelegt werden, um Schnee oder Eis abzutauen. Diese Elektromatten benötigen aber mit etwa 200 W/qm relativ viel Strom für den Betrieb.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik soll die Erfindung eine energie-effiziente und konstruktiv möglichst einfache Vorrichtung vorsehen, welche die Sicherheit von Bauten durch Einhaltung der statischen Schneelast erhöht.
-
Diese Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass die Dacheindeckung mindestens eine auf einem Dach befestigbare, flächig ausgebildete Medienführungseinrichtung umfasst, welche mindestens einen Durchströmungskanal für einen fluiden Wärmeträger sowie ein Anschlusselement zur Zuführung des Wärmeträgers umfasst.
-
Die erfindungsgemäße Dacheindeckung dient damit dazu, Eis und Schnee auf Dächern abzutauen, damit die statisch vorgegebene Schneelast bei Flachdächern und leicht geneigten Dächern eingehalten werden kann. Bei Steildächern verhindert sie die Bildung von Dachlawinen. Die vorgeschlagene Dacheindeckung kann auch bei zu erwartender Überschreitung der statisch vorgegebenen Schneelast (oder auch vorbeugend) kurzfristig mit dem Fluid Heißluft (auch Abgase einer Gasheizung) oder Dampf beheizt werden.
-
Diese hat zahlreiche Vorteile gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Dachheizungen. Vor allem benötigt die vorgeschlagene Dacheindeckung gegenüber dem Stand der Technik wesentlich weniger Energie, weil diese auf und nicht unterhalb des Daches angeordnet ist und insofern nicht zunächst das gesamte Dach beheizen muss. Ferner ist eine stationäre Heizungsanlage nicht unbedingt erforderlich, weil die Vorrichtung auch mit Fern- oder Abwärme betrieben werden kann. Da auf weitgehend ohnehin bestehende Systeme und Medien zurückgegriffen wird, fallen keine oder nur geringe Wartungs- und Reparaturkosten an. Durch die Verwendung von Abgas oder Abwärme als Fluid, ist die Vorrichtung umweltneutral und es sind insofern keine besonderen Umweltauflagen zu berücksichtigen. Im Gegensatz zu bestehenden Dachflächenheizungen wird kein Strom und insofern auch keine Verkabelung, keine Sensoren oder Mess- und Regeltechnik benötigt. Durch die Wahl vorhandener Fluide als Wärmeträger verkalken auch keine Rohre oder Schlauchleitungen, es bedarf keines Frostschutzmittels und es sind keine Überbauten oder andere zusätzliche Abdichtungen erforderlich.
-
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung ist die Dacheindeckung ferner ausgebildet, um im Sommer als Solarkollektor eingesetzt zu werden. Dieses kann z. B. dadurch erfolgen, dass Mittel vorgesehen sind, um die von der Sonne erwärmte Luft aus der Dacheindeckung abzusaugen und einem Wärmetauscher oder einer Wärmepumpe zuzuführen.
-
Eine zusätzliche Heizung zur Bereitstellung des Fluids muss nicht notwendigerweise montiert werden, weil eine Beheizung auch durch eine Fremdfirma erfolgen kann, z. B. über Fernwärme, vorzugsweise Heißluft oder Dampf. Eine besonders hohe Flexibilität wird allerdings über eine mobile Heizung zur Beheizung des Fluids erzielt. Dieses kann z. B. ausgebildet sein als mobiler Dampferzeuger.
-
Das als Wärmeträger fungierende Fluid umfasst vorzugsweise Dampf, kann aber auch Heißluft oder das Abgas einer Gasheizung sein.
-
In den Sommermonaten kann die glatte und ebene Fläche der beheizbaren Dacheindeckung somit ohne zusätzlich erforderlichen Bauraum auch besonders einfach als Solarkollektor genutzt werden. Dieses kann z. B. durch Aufkleben einer Photovoltaikfolie oder Aufbringen von Photovoltaikmodulen auf die durch eine die Durchstörmungskanäle definierte Fläche erfolgen.
-
Der die Dacheindeckung definierende Durchströmungskanal kann z. B. Stegplatten, Hohlkammerplatten, Trapezbleche, auch mit Dachpfannenprofil, oder Sandwichpaneele umfassen. Trapezbleche und Sandwichpaneele können einfach mittels oberseitig und/oder unterseitig angebrachten Blechtafeln zu Hohlkammerplatten umgerüstet werden, wobei zur Erhöhung der Stabilität unterseitige angeordnete Profilfüller vorgesehen werden können, welche an den Stirnenden die Unter- und/oder Oberseite gegen Zugluft oder Feuchtigkeit sowie das Eindringen von Tieren und Schmutz verhindern. Die eingesetzten Bleche sind zur Erhöhung der Witterungs- und Medienbeständigkeit vorzugsweise lackiert und/oder beschichtet. Je nach Bedarf sind die Durchströmungskanäle auch in Längsrichtung durch hohle Steckprofile erweiterbar ausgebildet zur bauseitigen Anpassung an die jeweilige Einbausituation.
-
Vorzugsweise umfasst der Durchströmungskanal mehrere nebeneinander angeordnete Durchströmungskanäle, welche dann zusammengesetzt eine erwärmte Oberfläche bilden. Die einzelnen Strömungskanäle müssen nicht unmittelbar angrenzend nebeneinander liegen, sondern können auch durch nicht durchströmte, aber gleichwohl erwärmte Flächen bzw. Zwischenelemente überbrückt werden. Diese sind insofern vorzugsweise aus einem Material mit einer guten Wärmeleiteigenschaft gefertigt. Im Falle von Trapezblechen kann das Verhältnis von vom Fluid durchströmter Fläche/nicht durchströmter Fläche bedarfsgerecht variiert und angepasst werden; auch durch nachträglichen Einsatz von Pofilfüllern zum Verschießen von Kanälen. Ein höherer Energieeintrag ist mit einem Verhältnis von 2:1 realisierbar; bei geringerer Wärmleistung kann ein Verhältnis von 1:3 oder 1:4 ausreichend sein.
-
Der Durchströmungskanal kann z. B. aus Hohlkammerplatten oder Trapezblechen aufgebaut sein. Bei der Verwendung von Trapezblechen können diese mit Blechtafeln oder einem zweiten Trapezblech zu Hohlkammerplatten zusammengefügt werden.
-
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die individuelle Nachrüstbarkeit, weil bestehende Dächer problemlos und kostengünstig nachgerüstet werden können. Dabei spielt es keine Rolle ob diese als einfache Eindeckung oder als Sandwich-, oder Isoplatteneindeckung ausgebildet sind.
-
Vorzugsweise umfasst die Dachflächenabdeckung Steg- und Hohlkammerplatten, welche mit Steckverbindungen in Längs- und/oder Querrichtung miteinander verbunden sind zur Erzielung der gewünschten Länge.
-
Alternativ kann die flächige Dacheindeckung auch aus Well- oder Trapezblechen aufgebaut sein. An der Unterseite dieser Well- oder Trapezbleche werden dann jeweils an den Unterseiten zwischen Blech und Dachrinne Profilfüllerleisten mit eingesetzt, welche die Hohlräume zumindest teilweise ausfüllen. Als Oberseite bzw. Außenhaut werden lackierte oder beschichtete Blechtafeln auf den Oberseiten der Trapezbleche befestigt, vorzugsweise mit selbstschneidenden Schrauben, so dass zwischen dem Profil des Wellbleches bzw. Trapezbleches und den glatten Blechen Hohlkammern entstehen. Über die Profilfüllerleisten und die aufgeschraubten Bleche wird ein Profilblech angebracht durch dessen Hohlraum Wasserdampf oder heiße Luft eingebracht werden kann und gleichzeitig Kondenswasser zur Dachrinne abgeleitet wird.
-
An den stirnseitigen Profilenden werden vorzugsweise Profilbleche vorgesehen, die entweder zwei Hohlkammerplatten an den Stirnseiten miteinander verbinden, ggf. auch unter Einschluss eines Winkels, oder in die das Wärmemedium eingebracht und vorzugsweise auch auftretendes Kondenswasser abgeführt wird.
-
Zur Zuführung des Fluids zum Durchströmungskanal umfasst die Dacheindeckung vorzugsweise ein Anschlusselement, z. B. für mindesten ein, vorzugsweise mehrere Rohrleitungen. Durch die erste Rohrleitung wird das Fluid dem Durchströmungskanal zugeführt und durchströmt diesen. Dabei gibt das Fluid seine enthaltene Wärme an den Durchströmungskanal ab und erhitzt diesen somit, der seinerseits damit den darauf liegenden Schnee schmilzt. Das bei der Kondensation auftretende Kondensat läuft an der Wandfläche des Durchströmungskanals entgegen der Strömungsrichtung des Fluids ab; ein Gefälle bei der Ausrichtung der Dacheindeckung ist deshalb vorteilhaft.
-
Das Anschlusselement ist vorzugsweise zur Sammlung und/oder Lenkung des Kondensats ausgebildet, z. B. mittels einer Auffangrinne mit einer Ablauföffnung. Durch die zweite Rohrleitung werden verbrauchte Wärmeträger und Kondenswasser abgeleitet. Der Dampf oder die erhitzte Luft erwärmen die Hohlkammerplatten und führen so zum Abtauen von Eis und Schnee.
-
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung ist die Dacheindeckung auf der in Einbaulage oberen Seite mit einer Photovoltaikfolie ausgestattet, so dass diese im Sommer als Solarkollektor eingesetzt werden kann. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass diese beheizt werden kann, aber nicht beheizt werden muss. Dieses bedeutet, dass die Dacheindeckung das Einstürzen von Dächern und ganzen Gebäuden bei Überschreitung der zulässigen Schneelast wirksam verhindert, dieses die Unfallgefahr durch Dachlawinen insofern völlig ausschaltet. Zusätzlich oder alternativ kann diese aber in warmen Jahreszeiten für die Energiegewinnung mittels einer Photovoltaikeinheiten oder Photovoltaikfolie für die Energiegewinnung eingesetzt werden kann. Allen Ausführungen ist gemein, dass diese besonders einfach und schnell bedarfsgerecht nachgerüstet werden können.
-
Die vorgeschlagene Dacheindeckung kann als Dachelement bzw. vorgefertigte Dacheindeckung eingesetzt werden, vorzugsweise für großflächige Dächer, insbesondere Flachdächer für den Hallenbau, aber auch für Steildächer.
-
Bekanntlich entstehen bei der Verdampfung von einem Liter Wasser etwa 1673 Liter Dampf unter Einbringung einer Energie von 2257 KJ. Eine Dachfläche von 1000 m2 und einer Steghöhe der Hohlkammerplatten von 5 cm ergibt ein Hohlkammervolumen von 50000 Ltr entsprechend 50 m3. Hohlkammervolumen geteilt durch Dampfvolumen von 1 Ltr Wasser ergibt einen Wasserverbrauch von 29,88 Litern, um die gesamten Hohlkammern einer 1000 m2 Dacheindeckung unter Dampf zu setzen, also 29,88 Ltr Wasser·2257 KJ = 67439,16 KJ = 18,748 Kwh.
-
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen, in dem ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dacheindeckung näher erläutert wird. Es zeigen:
-
1 eine Frontansicht einer Hohlkammerplatte umfassend 5 Kammern mit quadratischem Querschnitt;
-
2 eine Frontansicht der Hohlkammerplatte mit aufgesetztem Anschlussprofil;
-
3 eine erste perspektivische Seitenansicht der Hohlkammerplatte gemäß 2;
-
4 eine zweite perspektivische Seitenansicht der Hohlkammerplatte gemäß 2; und
-
5 einen Querschnitt einer alternativen Ausführungsform der Dacheindeckung unter Verwendung eines Trapezblechs.
-
Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Die in den 1 bis 4 dargestellte Dacheindeckung besteht aus einer Hohlkammerplatte 2, welche ihrerseits zusammengesetzt ist aus insgesamt fünf quadratischen Hohlkammerprofilen 4, die zur Bildung der flächigen Platte an den aneinander angrenzenden Flächen miteinander verbunden sind. Die Verbindung erfolgt im vorliegenden Fall durch Verklebung, kann aber auch durch Verschraubungen oder andere geeignete Befestigungsmittel, z. B. Verrastung erfolgen. Naturgemäß unterliegt die Größe der Dacheindeckung keiner Beschränkung. Diese kann also durch Hinzunahme weiterer Hohlkammerprofile 4 beliebig ergänzt werden. Der besondere Vorzug dieser Lösung liegt in dem modularen Aufbau, wobei die Größe der Hohlkammerplatte 2 bedarfsgerecht verändert werden kann durch Hinzunahme bzw. Entfernen von Hohlkammerprofilen. Dieses müssen nicht notwendigerweise dieselbe Geometrie haben, sondern können auch unterschiedlich Geometrien aufweisen. Schließlich ist auch möglich, dass nur bestimmte Profile als fluiddurchströmte Hohlkammerprofile ausgebildet und dazwischen gelegene stirnseitig verschlossen ausgebildet sind zur Reduzierung des erforderlichen Fluids für die Erwärmung.
-
Die Hohlprofile 4 sind an ihrem in den Figuren hinteren Ende verschlossen und an dem vorderen Ende offen, auf welche ein als gekantetes Blechprofil ausgebildetes Anschlusselement 6 befestigt ist. Das Anschlusselement 6 weist einen kastenartigen vorderen Abschnitt auf, der sich quer zur Längserstreckungsrichtung der Hohlkammerplatte 2 an dessen Stirnenden erstreckt. Über oberseitige und unterseitige Flansche 8, 10 ist das Anschlusselement 6 an dem Stirnende der Hohlkammerplatte 2 befestigt. Das Anschlusselement 6 ist an der an die vorderen Stirnenden der Hohlkammerplatte 2 angrenzenden Vorderseite offen ausgebildet, so dass über eine in der seitlichen Stirnseite des Anschlusselements 6 ausgebildete Zuführungsöffnung 12 dann in die Dacheindeckung einströmen und durch die Hohlprofile 4 der Hohlkammerplatte 2 durchströmen kann. Das entstehende Kondensat strömt durch die Hohlkammerprofile 4 zurück in das Anschlusselement 6 und wird in dem nach unten ragenden Abschnitt gesammelt und kann aus einer unterseitigen Austrittsöffnung 14 austreten.
-
Die 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dacheindeckung, welche aufgebaut ist aus einem Trapezblech 16. Dieses Trapezblech 16 kann mehrteilig aufgebaut sein. Zur Bildung des Kanals wird in Einbaulage oberseitig auf das oder die Trapezblech(e) eine Blechtafel 18 befestigt ist. Zumindest an den Stirnenden sitzt das Trapezblech 16 auf Profilfüllern 20 auf. Diese gewährleisten die erforderliche Stabilität und gewährleisten, dass das Fluid nur an den gewünschten Stellen einströmt. Alternativ können die Trapezbleche auch vollständig mit den Profilfüllern oder einer ähnlichen Stützkonstruktion unterfüttert sein. Im vorliegenden Fall beträgt das Verhältnis von durch Fluid durchströmte Fläche/nicht durchströmte Fläche ungefähr 2:1.
-
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen – einschließlich der Zusammenfassung – offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Hohlkammerplatte
- 4
- Hohlkammerprofil
- 6
- Anschlusselement
- 8
- Flansch
- 10
- Flansch
- 12
- Zuführungsöffnung
- 14
- Austrittsöffnung
- 16
- Trapezblech
- 18
- Blechtafel
- 20
- Profilfüller
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
