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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Überdachung bzw. einen Unterstand für Baukörper wie Gebäude oder Gebäudekonstruktionen. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer derartigen Überdachung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei Gebäuden und Gebäudekonstruktionen, wie Bungalows, Containerunterkünften und sonstigen Baukörpern, die eine Bedachung aufweisen, tritt im Sommer das Problem der Aufheizung durch Besonnung auf. Der Aufheizung des Gebäudes wird im Wohnbereich üblicherweise mit Markisen und Rollläden entgegengewirkt. Damit wird die Folge der Sonneneinstrahlung begrenzt, nicht aber die Aufheizung gemindert. Über thermische Brücken gelangt dennoch ein nicht unwesentlicher Teil der Wärmeenergie in das Gebäudeinnere. Klimatisierungs- und Wärmedämmungsmaßnahmen im Dachbereich verbessern zwar die Situation, sind aber mit erheblichem Aufwand und Kosten verbunden.
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Ein weiterer Kostenfaktor entsteht dadurch, dass herkömmliche Dächer eine aufwendige Abdichtung verlangen, um das Gebäude effektiv gegen Niederschlag und Feuchtigkeit, beispielsweise durch Regen und Schnee, abzudichten. Außerdem muss das Gebäude statisch so ausgelegt werden, dass es das Gewicht des Daches trägt. Auch das Dach muss so konstruiert sein, dass es zusätzliche Lasten, beispielsweise sich auf dem Dach ansammelnden Schnee, zusätzliche Begrünung auf dem Dach oder auf dem Dach installierte Photovoltaik oder solarthermische Installationen, zu tragen vermag. Dies ist ebenfalls mit erheblichen Kosten und baulichen Aufwendungen verbunden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstige und effiziente Lösung für die oben genannten Probleme bereitzustellen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Überdachung, bzw. einen Unterstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Überdachung ist eine Konstruktion, die als von dem Baukörper separate Einheit über den Baukörper, z.B. einem Gebäude, gesetzt wird. Separat bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Überdachung nicht Teil des Baukörpers ist, sondern getrennt von dem Baukörper aufgebaut ist. Dabei ist die Überdachung vorzugsweise weder thermisch noch statisch oder konstruktiv gekoppelt. Damit bildet die Überdachung einen Unterstand für das Gebäude, wobei im aufgestellten Zustand das Dachelement den Baukörper zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, überdacht. Die Überdachung umfasst wenigstens zwei Stützen und ein Dachelement (die eigentliche Dachfläche der Konstruktion), das mit den Stützen gekoppelt ist und von diesen getragen wird. Die Überdachung ist so ausgestaltet, dass das Dachelement in der Höhe und der Neigung variabel ist, also auf unterschiedliche Höhen relativ zum Baukörper verfahren und relativ zu den Stützen geneigt werden kann, was bedeutet, dass das Dachelement gegenüber dem Baukörper angehoben und abgesenkt, aber auch gegenüber dem Baukörper oder dem Horizont um wenigstens eine Achse geneigt bzw. verschwenkt werden kann.
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Vorzugsweise umfasst die Überdachung vier Stützen, die das Dachelement tragen. Die Stützen sind vorzugsweise unabhängig voneinander in ihrer Länge einstellbar.
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Durch die separate Dachkonstruktion wird ein separater Niederschlags- und Sonnenschutz für das Gebäude bereitgestellt. Durch die höhen- und neigungsverstellbare Dachfläche kann eine dauerhafte Verschattung des Baukörpers gewährleistet werden, was gerade im Sommer ein angenehmes Klima im Baukörper schafft und den Energiebedarf und die Kosten für Kühlungsmaßnahmen in erheblichem Maße reduziert.
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Durch die in Bezug auf den Baukörper separate Anordnung der Überdachung werden Wärmebrücken zwischen der Dachfläche des Dachelements und dem Baukörper vermieden. Außerdem schützt die separate Überdachung den Baukörper wirksam vor Niederschlag und Schnee. Da der Niederschlagsschutz des Gebäudes in erster Linie durch die separate Überdachung erfolgt, sind auch notwendige Abdichtungsarbeiten einfacher auszuführen, denn das Dachelement kann sowohl von unten als auch von oben bearbeitet werden.
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Da der Baukörper keine herkömmlichen Dachlasten tragen muss (d.h. das Eigengewicht des Daches und die Wasser- und Schneelasten) kann das Dach des Baukörpers mit geringerem Materialaufwand und geringeren statischen Anforderungen errichtet werden. Weil der konstruktive Aufwand für den Baukörper reduziert ist, kann die Erstellung der Wohn- und Nutzfläche mit weniger Ressourcen und zu geringeren Kosten erfolgen. Eine Verringerung des Baugewichtes und eine Reduzierung der Menge der verwendeten Materialien für den Bau des Baukörpers bringt es mit sich, dass der Baukörper einfacher rückbaubar ist, und dass die eingesetzten Materialien besser getrennt und in vorteilhafter Weise wiederverwendet werden können. Im Vergleich zu herkömmlichen Gebäuden, die bei Abriss oder Rückbau nur eine geringe Recyclingquote vorweisen, ergeben sich also ökologische und ökonomische Einsparungspotentiale.
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Desweiteren ist das Dachelement der Überdachung in vielfältiger Weise nutzbar. So kann das Dachelement als Begrünungsfläche genutzt werden. Dabei ist hervorzuheben, dass man bei herkömmlichen Bauten mindestens die Grundfläche des Gebäudes als Versickerungsfläche verliert. Das bedeutet, dass bei herkömmlichen Dächern Grünfläche und damit Absorptionsfläche verloren geht. Wenn die Fläche des Dachelements aber zur Begrünung genutzt wird, wird die gleiche Pflanzenbewuchsfläche geschaffen, die der eigentliche Baukörper auf einer Bodenplatte oder auf Pfahlfundamenten ruhend versiegelt oder verschattet. Damit wird eine ökologische Verbesserung von Siedlungsflächen gegenüber herkömmlicher Bebauung erzielt, was bedeutet, dass gerade im Bereich der Verdunstung und Verbesserung des Mikroklimas besondere Vorteile erzielt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützen über Verbindungsmittel mit dem Dachelement gekoppelt sind, wobei die Verbindungsmittel so ausgebildet sind, dass das Dachelement relativ zu den Stützen verschwenkt werden kann. Die Länge der Stützen ist variabel und einstellbar, um das Dachelement oder zumindest Abschnitte davon, z.B. einen Eckenabschnitt, auf unterschiedlichen Höhen über dem Baukörper zu positionieren. Die Verbindungsmittel können Schwenk- und/oder Dreheinheiten umfassen, wobei insbesondere Dreh-, Scharnier- und/oder Kugelgelenke einsetzbar sind. Ferner sind Mittel, beispielsweise in der Verbindung zwischen Stütze und Dachelement, vorgesehen, die eine Verschiebung des Dachelements relativ zur Stütze in einer Richtung quer zur Längsachse, bzw. der Verfahrachse, der Stütze ermöglichen.
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Die Stützen können in Form von teleskopartig verlängerbaren Säulen vorgesehen sein, um das Dachelement auf unterschiedlichen Höhen über dem Baukörper zu positionieren. Durch die individuelle Höhenverstellbarkeit der Stützen und die zusätzliche Möglichkeit, das Dachelement gegenüber den Stützen zu neigen, ist das Dachelement gegenüber zwei parallel zum Untergrund und orthogonal zueinander verlaufenden Achsen schwenkbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Dachelement Mittel zur Nutzbarmachung der Sonnenenergie, insbesondere eine Photovoltaik- und/oder Solarthermieeinrichtung. Es ist bereits bekannt, herkömmliche Dächer als Träger von Photovoltaik oder solarthermischen Installationen zu nutzen. Bei diesen Montagen treten jedoch verschärfte Anforderungen an die Statik auf. Außerdem muss das Dach seine abdichtende Funktion erhalten. Hinzukommt, dass bei herkömmlichen feststehenden Dächern, z.B. Satteldächern, der optimale Einfallwinkel des Sonnenlichts nur zeitlich befristet erreicht wird, was den Gesamtwirkungsgrad reduziert. Durch die Möglichkeit, das Dachelement der erfindungsgemäßen Überdachung in mehrere Lagen zu kippen, kann das Dach stets auf den optimalen Einfallswinkel des Sonnenlichts eingestellt werden und dem Sonnenverlauf nachfolgen. Dadurch wird die Wirksamkeit einer Photovoltaik oder solarthermischen Montage in erheblichem Maße verbessert und eine höhere Energieausbeute erreicht. Außerdem ist die Installation entsprechender Einrichtungen zur Nutzbarmachung der Sonnenenergie mit weniger Aufwand verbunden, weil keine Halterungen durch eine herkömmliche Ziegeldachfläche geführt werden müssen.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Antriebseinrichtung zur Höhen- und/oder Neigungseinstellung des Dachelements vor. Eine solche Antriebseinrichtung kann manuell betätigt werden, es sind aber auch hydraulische, elektrische und/oder pneumatische Antriebe möglich, mittels derer die Stützen in ihrer Länge eingestellt werden und/oder das Dachelement gegenüber den Stützen geneigt wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebseinrichtung vor. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Steuereinheit zur automatischen Sonnennachführung des Dachelements. Wie bereits erwähnt, hängt der Wirkungsgrad von Photovoltaik vom Einfallswinkel der Sonne auf diese ab. Nur wenn die einfallenden Sonnenstrahlen im optimalen Winkel auf die Anlage treffen, erzielt diese die maximal mögliche Leistung. Der Sonnenstand ist allerdings abhängig vom geografischen Standort, sowie der Tages- und Jahreszeit. Die Steuereinheit ist so eingestellt, dass diese das Dachelement immer optimal zur Sonne ausrichtet. Photovoltaik- und Solarthermieeinrichtungen können so effizienter genutzt werden. Auch eine Begrünung profitiert in erheblichem Maße von einer solchen Nachführung. Außerdem kann das Gebäude bei starker Sonneneinstrahlung tagsüber durchgehend beschattet werden, weil die Verstellung der Überdachung steuerbar und programmierbar dem Sonnenlauf so folgt, dass eben diese Verschattung des Gebäudes durchgängig über den Tag erfolgt.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Fläche des Dachelements vergrößer- bzw. verkleinerbar ist, indem dass das Dachelement in einer Draufsicht auf das Dachelement variabel in Länge und/oder Breite ist. So kann das Dachelement aus wenigstens zwei relativ zueinander verschiebbaren Elementen bestehen, um die Oberfläche des Dachelements zu variieren.
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Die Lagerung, die dazu dient, das Dachelement gegenüber den Stützen quer zu versetzen, kann auch dazu genutzt werden, das Dachelement gegenüber dem Baukörper seitlich zu verschieben. Ein entsprechender Antrieb und eine Steuereinrichtung zur Verschiebung des Dachelements können ebenfalls integriert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Dachelement Mittel zur Kondensation von Wasser, insbesondere zur Gewinnung von Trinkwasser. Damit ist die Überdachung in vorteilhafter Weise gerade in Gebieten, in denen Wasserknappheit herrscht, in vorteilhafter Weise einsetzbar. Die Überdachung bietet damit nicht nur Schutz vor der Sonne, sondern auch eine weitere Möglichkeit zur Ressourcengewinnung.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch die Verwendung einer Überdachung, wie sie hierin beschrieben ist, gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Überdachung so verwendet wird, dass sie einen Baukörper, insbesondere ein Gebäude oder eine Gebäudekonstruktion, überdacht. Vorzugsweise ist die Fläche des Dachelements größer als die Grundfläche des Baukörpers bzw. größer als die Projektionsfläche des Baukörpers auf den Untergrund.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder den Rückbezügen.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 in einer Seitenansicht schematisch die erfindungsgemäße Überdachung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
- 2 die Überdachung aus 1 in einer Draufsicht.
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Die 1 zeigt in einer Seitenansicht die erfindungsgemäße Überdachung bzw. Unterstand 1, umfassend eine Dachfläche in Form eines Dachelements 2, das von insgesamt vier Stützen 3, die in Fundamenten 4 im Boden verankert sind, getragen wird.
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Die Überdachung ist über einen Baukörper 5 in Form eines Gebäudes mit einem Dach 6 aufgestellt und überdacht den Baukörper 5. Die Überdachung 1 ist eine von dem Baukörper 5 getrennte bzw. separate Einheit und ist weder thermisch noch statisch mit dem Baukörper 5 gekoppelt. Wie die Illustration in der 1 zeigt, ist die Überdachung in einem Abstand zum Baukörper 5 angeordnet und bietet einen wirksamen Schutz vor Sonneneinstrahlung und Niederschlag. Die Stützen 3 sind in ihrer Länge in Richtung H variabel und können in Richtung H ein- und ausgefahren werden. Dabei sind die Stützen 3 unabhängig voneinander in ihrer Länge einstellbar.
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Zum Zwecke der Neigungseinstellung des Dachelements 2 gegenüber den Stützen 3 sind Verbindungsmittel 7 vorgesehen, die das Dachelement 2 mit der jeweiligen Stütze 3 koppeln. Diese Verbindungsmittel umfassen Dreh-, Scharnier- und/oder Kugelgelenke sowie eine Lagerung (nicht dargestellt), die zur Neigung der Dachfläche 2 eine seitliche Relativbewegung der Dachfläche 2 gegenüber den Stützen 3 ermöglichen.
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Wie die 2 in einer Draufsicht auf die obere Fläche des Dachelements 2 zeigt, sind vier Stützen 3 in den Ecken des Dachelements 2 mit diesem verbunden. Zudem ist die Fläche des Dachelements 2 größer als die Grundfläche des Baukörpers 5, um eine effiziente Beschattung zu gewährleisten.
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Durch die individuelle Längenverstellbarkeit der Stützen 3 (1) und die Verschwenkbarkeit des Dachelements 2 gegenüber den einzelnen Stützen 3 kann das Dachelement 2 sowohl in Richtung H relativ dem Baukörper 5 auf unterschiedliche Höhen verfahren werden, aber auch um zwei orthogonal zueinander stehende Raumachsen verschwenkt werden (x, y). So können beispielsweise die in der 1 rechts gelegen Stützen 3 ausgefahren werden, während die linken Stützen 3 nicht ausgefahren werden, was zu einem Verschwenken des Dachelements 2 um die y-Achse führt. Ebenso können nur die in der 1 sichtbaren vorderen Stützen ausgefahren werden, was zu einem Verschwenken des Dachelements 2 um die x-Achse führt. Durch kombiniertes Ausfahren der einzelnen Stützen können vielfältige Raumlagen des Dachelements angefahren werden. Dadurch kann die Stellung des Dachelements an den Sonnenstand angepasst werden, um eine konstante Beschattung des Baukörpers 5 zu gewährleisten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überdachung
- 2
- Dachelement
- 3
- Stützen
- 4
- Fundament
- 5
- Baukörper (Gebäude)
- 6
- Dach des Baukörpers
- 7
- Verbindungsmittel
