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I. Allgemeine Einführung
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Effektives und Energie sparendes nachhaltiges Lüften wird immer wichtiger. Kühlendes nachhaltiges Lüften im Sommer spart Energie und verbessert Wohn- und Sicherheitsqualität. In Kombination mit Solaranlagen gezielt definierte Frischluft Zu- und Abfuhr (auch aus virologischer Sicht wichtig), kann die Sommerlüftung (Kühlung) noch nachhaltiger unterstützen.
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Beim Austausch von Fenstern werden nur diese saniert. Durch die verbesserte WärmeIsolation kann es in den Gebäuden allerdings auch zu Feuchtigkeitsproblemen kommen.
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Belüftungskonzepte in Kombination mit regenerativen Energien werden aus Nachhaltigkeitsgründen immer wichtiger.
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Auch eine einbruchs-, regen- und sturmsichere Lüftungsanlage im Bereich von Türen und Fenstern ist eine große Erleichterung im Alltag.
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Auch im Dachgeschoss gibt es im Sommer oft Überhitzungen, die sturm- und regensicher abgeführt werden müssen. Normale Kippfenster werden diesem nicht gerecht.
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In der Kombination mit regenerativen Energien an der Außenfassade werden Befestigungsmittel benötigt und nahe gelegene Speicherplätze sinnvoll.
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In allen o. g. Parametern setzt das hier vorgestellte und zum Patent beantragte System ein.
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II. Kurzbeschreibung der Erfindung
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Fenster und Türrahmen Multi-Lüftungssystem
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Bei dem hier zum Patent beantragten Fenster und Türrahmen Multi-Lüftungssystem handelt es sich um ein technisches Konzeptsystem, welches umfangreiche Lüftungsszenarien, wie Zu- und Abluft sowie Wärmerückgewinnung und Kühlen vereint. Durch die Bauart bedingte Tiefe sind auch zusätzlich Filtersysteme gut einbaubar. Durch das Raumnutzungskonzept können auch z.B. Schalldämpfer integriert werden, die Straßengeräusche im geöffneten Zustand reduzieren können. Durch die Bauart bedingte Anordnung ist Lüften auch in Regen und Sturm Zeiten möglich. Darüber hinaus bietet es ein einbruchsicheres Lüftungskonzept an den Fenstern.
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Das System ermöglicht es durch seine räumliche Anordnung sowie durch seine sich veränderbaren Bestückungen, den jeweiligen Bedingungen und Lüftungskonzepten Rechnung zu tragen. Auch gewünschte Veränderungen im Lüftungssystem und Lüftungskomponenten sind schnell möglich.
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Insbesondere die Hersteller ungebundene Grundmontageeinheit gibt dem Kunden auch nach Jahrzehnten maximale Gestaltungsmöglichkeiten des Lüftungssystems.
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Durch den zusätzlich gewonnenen Raum können auch kleine Solar-Akkus für den „Hausgebrauch“ (Notstrom in schlechten Zeiten) sowie durch die Bauart bedingte Anordnung auch Solarkollektoren gut erreichbar durch das geöffnete Fenster integriert werden.
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Auch der Einbau von Rollläden innen und außen erweitert das System in seiner Vielseitigkeit.
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Die Erfindung
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Die Erfindung besteht im Wesentlichen aus einem Schub-Einlagensystem, welches sich als Fensterbank, bzw. als Oberschubsystem für die Fensterrahmenmontage bzw. Türmontage eignet.
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Die sich durch die räumliche Anordnung des/der Schubsysteme ergebenen Variationsmöglichkeiten können Lüftungssysteme verschiedener Hersteller integriert werden. Durch die seitliche Rahmenbauweise an der Innenwand, d. h. seitlich des Fensterrahmens sind weitere Zu- und Abluftführungen möglich.
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Durch die vorteilhafte Anordnung der Bauart bedingte Gestaltung des Fenster-/Türrahmen Multi-Lüftungssystems können auch Sonnenschutz-Systeme (Rollläden) einfach montiert werden, ohne die Funktion zu beeinträchtigen. Ein weiterer Vorteil liegt an der einfachen Erreichbarkeit und Montagemöglichkeit von Photovoltaikmodulen. Durch die räumliche Anordnung mit Gefälleböden oder -boden oder dem kippbaren System wird feuchte Raumluft nach außen abgeführt.
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Elemente der aktiven und passiven Lüftungsanlagen verbunden mit inaktiven Gestaltungsmöglichkeiten werden somit der Architektur von Alt- und Neubauten gerecht. Leichte Wartung der Anlagen und der Austausch ist aufgrund des Systems schnellstmöglich durchführbar.
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Durch die Ergänzung mit Solarstrom und kleinen Akkus wird das System noch flexibler. Türen im Inneren des Gebäudes können zusätzlich mit Raumluftinnenfiltern ausgestattet werden. Somit wird das System als interaktives Gestaltungskonzept von der Außenwand des Gebäudes bis in das Innere des Gebäudes gerecht.
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III. Funktionsbeschreibung
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Vor dem Einbau von neuen Fenstern oder Türen an den vertikalen Außenwänden sowie im Inneren des Gebäudes über den Türen, wird das System je nach Größe des Wanddurchbruchs in der Montagehöhe festgelegt. Als erster Schritt werden die Ober- bzw. Unterleiste der Montagerahmen fest mit den Wandelementen oben bzw. unten verschraubt. Je nach Bauhöhe und Anwendungsbereich werden unterschiedlich hohe Konterrahmen mit den Oberrahmen kraftschlüssig verschraubt. Die unterschiedlichen Einschubsysteme werden nun aus dem Innenraum in das System eingeschoben. Nun können ggf. noch zusätzliche Säulenlaufführungen als Innenrahmen in der Art mit der Wand verschraubt werden, dass sie sich mit dem Einschubsystem verbinden lassen. Die Fenster und Türen werden jetzt in das System eingebaut, als wären dies normale Wandelemente.
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Das Schub-Einlagesystem wird jetzt vom Innenraum heraus entnommen und die Verschlussdecke geöffnet. Je nach Systemanordnung werden jetzt Gefälleböden mit Gefällerichtung nach draußen eingelegt. Das System wird mit Lüftungsöffnungen durch Bohren, Sägen oder Entnahme von verschiedenen Verschlussdeckeln für die passive Luftführung vorbereitet.
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Der Montagedeckel wird dann wieder eingelegt und mit dem System verschraubt.
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Das Schub-Einlagesystem wird jetzt in die Aufnahmen eingeschoben und kann z.B. durch auf- und zuziehen aktiviert werden.
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Bei der aktiven Luftführung wird nach Öffnen des Deckels und ggf. Einlegen der Gefälleböden die verschiedenen Herstellersysteme in das Schubsystem eingebaut.
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Durch die Bautiefe sind auch Lüftungssysteme mit Wärmerückgewinnung möglich. Auch Schalldämpfer sind aufgrund der Größe gut in dem Schubsystem integrierbar.
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Das System ist nun von innen zugänglich und sogar im Zustand „offen“ einbruchssicher jederzeit einsetzbar.
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Durch seine Bauart bedingte Öffnung nach draußen mit Gefälle kann Kondenswasser immer nach außen ablaufen. Bei Bedarf kann nun das Innenrahmensystem an der Innenwand verschraubt werden und mit dem System verbunden werden. Elektrische Anschlussmöglichkeiten werden von innen oder außen durch entsprechende Kabelschächte in der Art verbunden, dass die Anlage mit einem zentralen Lüftungssystem (Steuerung) gesteuert werden kann (MSR).
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Für die Reinigung oder Wartung werden nur die Kabel getrennt und das Schub-Einlagesystem entnommen, der/die Deckel entfernt und somit sind alle inneren Bauteile gut zugänglich, um Reinigung/Wartung und Reparaturarbeiten oder einen Systemaustausch, auch in Teilen, vornehmen zu können.
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Bei kleinen Räumen wie z. B. Badezimmern oder Küchen kann beim Öffnen der unteren Systemeinheit auch das Obersystem gleichzeitig geöffnet und aktiviert werden.
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Damit ist die z. B. untere passive oder aktiver Zuluft sowie die obere Abluft gleichzeitig tätig und belüftet das Bad und führt gleichzeitig Feuchtigkeit nach draußen.
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In Schulgebäuden werden die Systeme in den jeweiligen Betriebssystemen per Knopfdruck aktiviert und können mit einer zentralen Steuerung eine gezieltere Luftführung in Gebäuden erreichen.
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Mit Wärmerückgewinnungssystem können die Anlagen wechselweise arbeiten und darüber hinaus über die Luftführungsschächte (Innenrahmen) viele Zu- und Entlüftungsbereiche erreicht werden.
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Durch die Konstruktion des Systems auch Innen- sowie Außen-Rollo-Systeme einfach montiert werden. Auch der Anbau von Photovoltaikmodulen ist durch das offene Fenster von innen am System außen gut einzubauen und zu reinigen. Im Sommerbetrieb wird die Nordseite (kalte Luft) auf z. B. Zuluft gestellt. Die Südseite im oberen Bereich auf Ab-Lüftung. So entsteht ein kühlendes nachhaltiges System, welches durch die Photovoltaik noch nachhaltiger wird.
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IV. Zusammenfassung Montage und deren Baugruppe in der Montage
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Beispiel: Fenstermontage Baugruppe oben und unten
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Grundzustand: Alte Fenster entnommen Fensterbretter entfernt oder Wanddurchbrüche für Fenstermontage in Neubauten offen
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17: Das System besteht im Wesentlichen aus dem Montagegrundkörper (33) sowie dem Schubeinlagensystem (34)
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- a. Oberer und unterer Montagerahmen (1) wird nach oben und unten fest mit dem Wandbereichen verschraubt.
- b. Konterrahmen (2) werden mit den oberen bzw. unteren Montagerahmen kraftschlüssig verschraubt, ggf. werden Distanzstücke (3) eingebaut.
- 2:
- c. Das Fenster wird wie üblich in den verbleibenden Durchbruch so eingebaut, dass der obere und/oder untere Rahmen (4) des Lüftungssystems als fester Baubestandteil des Hauses gilt und somit wie ein Wandelement zu betrachten ist.
- d. Nach der Montage des Fensters (5) werden nun alle erforderlichen Abdichtungsarbeiten um die Rahmen durchgeführt. (Lücken mit z.B. Bauschaum schließen und mit Dichtmittel abdichten)
- 3/10:
- e. Die Baugruppen sind nun fester Bestandteil der Mauer und das Fenster ist eingebaut
- f. Der Montagedeckel (6) der Einschubeinheit wird abgeschraubt und die gewünschten Öffnungen für die Luftführung in das Einschubsystem (7) eingemessen
- g. Durch Bohren/Sägen oder Entnahme von Montage-Abschlussdeckel (8) werden der und/oder die Luftöffnungen hergestellt.
- h. Ein Gefälleboden (9) (ggf. schon im System vorhanden) wird nun so eingelegt, dass das Gefälle aus dem Gebäude heraus zeigt (geht) oder das Gefälle wird über ein Kipp-Montagesystem (10/1 im eingeschobenen Zustand erreicht wird
- i. Bei reiner passiver Belüftung wird das Schubsystem jetzt in die obere bzw. die untere Baugruppe eingeschoben und ist betriebsbereit.
- j. Bei aktiven Lüftungseinheiten können nach Herstellung der Luftöffnungen Ventilatoren (11) im Schubsystem eingesetzt und durch Kabelkanäle aus den Schubsystemen heraus mit dem Netzstrom oder mit Solarstrom verbunden werden.
- k. Nach Einschrauben des Montagedeckels (6) die die Dichtungen (12) luftdicht zusammenpressen, wird das System eingeschoben und die elektrische Anlage mit dem System verbunden und ist betriebsbereit.
- l. Auch Lüfter Einheiten mit Wärmerückgewinnungs- und/oder Schalldämpfersystem (13) können durch handwerkliche Passarbeiten individuell in das Schubsystem integriert werden.
- m. Die elektrischen Anlagen, die die Lüfter betreiben, können jetzt auch zentral durch Bohrungen an eine Steuerungsanlage angeschlossen werden
- n. Das System ist jetzt durch aktive und passive Lüftungsanlagen betriebsbereit
- 4-7:
- o. Bei dem gewünschten Betriebszustand doppelte Schubaktivierung wird das integrierte, oben im Fenster befindliche Schubsystem (14), mit dem unteren Schubsystem (15) mechanisch durch das oder die Schubgestänge (16) seitlich vom Fenster kraftschlüssige miteinander verbunden, dieses kann ein- oder beidseitig erfolgen.
- p. Wird nun z. B. das untere Schubsystem (15) durch Herausziehen oder Hereindrücken aktiviert, so wird das obere Schubsystem (14) in gleicher Weise reagieren, Sollte die Schubsysteme nur einfach aktiviert werden, so können diese einzeln aktiviert oder deaktiviert werden. Im deaktivierten Modus sind die Systeme geschlossen, d. h. das System ist eingeschoben (7)
- 8:
- q. Nun können z.B. auch links oder rechts am Fenster noch zusätzliche Luftschächte (17) als Säulen am Gebäude befestigt und mit dem System verbunden werden.
- 9:
- r. Die Säulenluftschächte können durch Winkelstücke (18) nach oben in den Raum im Deckenbereich durch weitere Luftschächte (19) erweitert werden.
- s. Der Anschluss der Säulensystemschächte kann aber auch als Bodenentlüftungs-einheit an einen Bodenschacht (20) angeschlossen werden.
- t. Unterschiedliche Zu- und Abluftszenarien mit Wärmerückführung und kühlende Luftführung im Haus sind möglich.
- 10/2:
- u. Innenrollläden (21) oder Außenrollläden (22) können jetzt nach Bedarf an das System montiert werden, ohne dieses zu beeinträchtigen, es aber sinnvoll ergänzen.
- 11:
- v. Photovoltaikmodule (23) können außen an das System angeschraubt werden (von innen heraus) und können das Abluftsystem sinnvoll im Sommerbetrieb ergänzen
- w. und im Winter durch die Abwärme des Schub-Einlagesystem begünstigt ggf. enteist werden.
- x. Energiespeicher /Akkus (24) können in das Schubsystem integriert werden.
- y. Solarelemente / Photovoltaikmodule (23) können nun an dem System angebaut werden und gut durch z. B. ein geöffnetes Fenster erreicht werden. Somit kann auch in großen Höhen Solarstrom ins Haus gelangen und die Photovoltaikmodule gereinigt werden (aus dem Haus heraus)
- 12-13:
- z. Im Dachflächenfensterverbund (25) entwässert sich das System durch seine Bauart bedingte Schrägstellung von selbst. Die vorteilhafte Anordnung ermöglicht es ebenfalls Photovoltaikmodule (26) gut über das geöffnete Kippfenster zu erreichen.
- 14-15 u. 3:
- aa. Durch die Entnahme der oder die Schubeinlagesysteme (vereinfachte Darstellung) (27) ist das Abschrauben des Systemdeckels (6) das Gesamtsystem gut zu reinigen oder gewünschte Funktionsteile auszutauschen. So können z. B. durch Trennwände (28) Bereiche für eine Akkunutzung (24) sowie abgetrennte Bereiche für Lüftungssysteme (29) geschaffen werden.
- 16:
- bb. In der Einbauvariante Luftführung im Haus wird das Schubeinlagensystem (30) über die Innentüren (31) eingebaut.
- 17-18:
- cc. Durch ein im System integriertes Schubgriffsystem (32) kann beim geöffneten System und im Modus Zuluft eine horizontal störende Zuluft-Strömung durch die Umleitung des Schubsystems (32) verringert werden. Auch die aufsteigende Wärme einer darunter befindliche Heizungsanlage kann durch eine Winkelveränderung im Griffstück (32) in den Raum geleitet werden und vermischt sich mit der aktiven oder passiven Zuluft durch das System in der Art, dass die Frischluftzufuhr im Winter für die dahinter befindlichen Personen (z. B Schüler*innen) verbessert wird bzw. weniger unangenehm empfunden wird.
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V. Visualisierte Einsatzbereiche der Erfindung
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Anwendungsbeispiel: Badezimmer (Figur 20)
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Im aktiven Lüftungsmodus sind die Ventilatoren des Systems im oberen Fenster-bereich (105) auf Abluft gestellt. Das unterhalb des Fensters (oberhalb des Heizkörpers 107) eingebaute System (106) seht auf Zuluft.
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Im aktiven Modus des Systems (ausgezogen und Lüfter aktiviert) wird die Abluft (105) über die Deckenrohre (102/103), die feuchtwarme Luft über der Dusche (101) sowie des Waschbeckens (108) in der Art abgezogen, dass das komplette System alle Feuchtigkeit, mit dem im System vorhandenen Eigengefälle, auch bei geschlossenem Fenster nach außen hin abführt. Das System über dem Heizkörper (106) (unterer Fensterbereich) ist auf Zuluft gestellt und führt dem Badezimmer Frischluft von außen zu.
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Anwendungsbeispiel: Schulen oder ähnliche Gebäude - (Darstellung im einfachen Schnitt)
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Beispiel Sommerbetrieb:
- Der Zeichnung ist zu entnehmen, dass links der Norden und rechts der Süden des Gebäudes dargestellt werden. Die sich im Norden befindlichen Fenstersysteme (109) sind im Zuluft-Betrieb und führen dem Gebäude kühle Frischluft zu. Die sich im Inneren des Gebäudes befindlichen Systeme über den Türen (110) setzen diesen Luftstrom fort und reinigen durch Innenraumfilter die weitergeleitete Luft. Die Fenstersysteme im Süden (111) sind auf Abluft gestellt und führen somit die Hitzestauung aus dem Gebäude heraus. Die an dem System angebauten Rollos reduzieren die Aufheizung des Gebäudes. Die an dem System angebauten Photomodule unterstützen das Gesamtsystem nachhaltig (21).
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Beispiel Winterbetrieb bzw. Übergangsjahreszeiten:
- Die Außensysteme (109/111) laufen bedarfsgerecht wechselseitig auf Zu- und Abluft mit ggf. Wärmerückgewinnung. Die Lüftungssysteme im Inneren des Gebäudes (110) dienen zur Weiterleitung der Frischluft der Reinigung der bereits kontaminierten Luft (22).
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Für Sommer- und Winterbetrieb gilt gleichermaßen, die Deckenlüftungsabluftsysteme (112) weit in das Gebäude hineinreichen können und über die Abluftsysteme (111) verbrauchte Luft nach außen abgeführt werden kann. Durch das im System befindliche Eigengefälle wird Feuchtigkeit und Schwitzwasser ständig nach Außen abgeführt. Das laufende System unterhalb des Fensters (111) könnte z. B. sinnvoller Weise auf Zuluft eingestellt sein ( 23).
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Anwendungsbeispiel: Wohnungen oder Privathäuser
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Im passiven Modus (reingeschoben) sind alle Systeme nach außen hin geschlossen.
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Im herausgezogenen Modus ist eine einbruchsichere passive Belüftung möglich. Mit dem Zusatzmodus - Lüfter an - ist eine aktive (auch dauerhafte) gezielte Be- und Entlüftung möglich. Diese gilt für vertikalen Einbau sowie auch im Dachfenstereinbau (12 + 13).
