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Die Erfindung betrifft zusammenwirkende Haustechnik- und Schachtelemente zur individuellen und ortsunabhängigen Befestigung vor einer Außenwand eines Gebäudes und insbesondere eines Bestandsgebäudes. Die Elemente können insbesondere im Kontext der energetischen Gebäudesanierung eingesetzt werden, eignen sich aber auch für einen Einsatz bei Neubauten.
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Zum Erreichen des von zahlreichen Regierungen ausgegebenen Ziels, Emissionen und Energieverbrauch möglichst umfassend zu reduzieren, ist unter anderem eine weitreichende Sanierung des Gebäudebestands erforderlich. Vorzugsweise soll die Sanierung letztlich einen CO2-neutralen Betrieb der Gebäude ermöglichen. Für die energetische Gebäudesanierung wurden bereits in der Vergangenheit zahlreiche Ansätze entwickelt und getestet, die aber aus unterschiedlichen Gründen problembehaftet waren oder sich zumindest nicht in einem nennenswerten Umfang durchgesetzt haben. Eine „serielle Sanierung“ zu CO2-neutralen Gebäuden aufbauend auf den Prinzipien des Passivhaus-Standards wird derzeit in Deutschland als vielversprechendes Konzept diskutiert.
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In der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 107 398.7 wird ein Verfahren zur energetischen Gebäudesanierung offenbart, das als wesentliches Verfahrenselement das Überdecken der Außenwände von Bestandsgebäuden mit vorgefertigten flächigen Fassadenelementen und Haustechnikelementen umfasst. Die Haustechnikelemente sind in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 118 086.4 detailliert beschrieben und umfassen einen Aufnahmebereich mit vormontierten Haustechnikkomponenten und einen das Gehäuse von oben bis unten durchlaufenden Schachtbereich.
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Die im Haustechnikelement verbauten Haustechnikkomponenten sollen möglichst weitgehend die erforderliche Haustechnik zur Versorgung von Wohneinheiten beinhalten, um im Rahmen einer Sanierung auf größere Bauarbeiten innerhalb des Gebäudes und vor allem der Wohnungen verzichten zu können. Die gesamten zur Versorgung benötigten Leitungen (Fluidleitungen, Kabel, etc.) sollen im Schachtbereich untergebracht sein. Gleichzeitig soll das Haustechnikelement flach sein, um gemeinsam mit den Fassadenelementen eine bündige neue Außenoberfläche des Gebäudes bilden zu können.
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Aufgrund dieser Anforderungen hat das Haustechnikelement notwendigerweise eine gewisse Breite. Dies kann bei der Sanierung mancher Bestandsgebäude, wo es breitere Fassadenabschnitte mit in lediglich geringem Abstand zueinander angeordneten Fenstern oder Balkontüren gibt, die im Rahmen des Sanierungskonzepts der DE 10 2021 107 398.7 nur in Fassadenelementen, nicht aber in den Haustechnikelementen abgebildet werden können, hinderlich sein.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für diese Limitierung der aufzuzeigen.
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Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung eine Kombination aus wenigstens einem Haustechnikelement und wenigstens einem haustechnikfreien Schachtelement zur individuellen und ortsunabhängigen Befestigung vor einer Außenwand eines Gebäudes und insbesondere eines Bestandsgebäudes, wobei das Haustechnikelement ein Gehäuse aufweist, das mindestens einen Aufnahmebereich mit vormontierten Haustechnikkomponenten sowie einen Schachtbereich umfasst, wobei das Haustechnikelement an der Vorderseite eine großflächige oder vollflächige, anhand eines Verschlusselements reversibel verschlossene Zugangsöffnung aufweist, durch die der Aufnahmebereich zugänglich ist, und wobei das Schachtelement ein Gehäuse aufweist, das einen von oben bis unten durchlaufenden Schachtbereich definiert, wobei das Schachtelement an der Vorderseite eine großflächige oder vollflächige, anhand eines Verschlusselements reversibel verschlossene Zugangsöffnung aufweist, durch die der Schachtbereich von außen zugänglich ist.
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Wenn im Kontext der vorliegenden Erfindung von einem haustechnikfreien Schachtelement die Rede ist, dann ist damit gemeint, dass im Schachtelement keine Haustechnikkomponenten zur Versorgung einer Wohneinheit mit Warmwasser oder zum Luftaustausch und zur Bereitstellung von klimatisierter Luft an die Wohneinheit in dem Schachtelement verbaut sind.
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Die Erfindung betrifft auch das Haustechnikelement und das Schachtelement der Kombination jeweils für sich genommen.
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Bei dem Verschlusselement des Haustechnik- und des Schachtelements kann es sich jeweils unabhängig voneinander um beispielsweise eine um eine senkrechte Achse schwenkbare Tür, eine um eine horizontale Achse schwenkbare Klappe, oder um verschraubte Platten oder Verkleidungen handeln. In einer Ausführungsform kann eine Zugangsöffnung, insbesondere die in der Regel etwas breitere Zugangsöffnung des Haustechnikelements, auch anhand zweier solcher Verschlusselemente verschlossen sein.
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Geeignete Verschlusselemente sind in einer Ausführungsform wärmegedämmt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das gesamte Haustechnikelement und/oder das gesamte Schachtelement zumindest nach vorne und zu den Seiten wärmegedämmt ist. Insbesondere das Haustechnikelement kann auch oben und unten wärmegedämmt sein. Geeignete Wärmedämmungen werden vorzugsweise durch ein erneuerbares und biologisch abbaubares Dämmmaterial wie beispielsweise Zellulosematerial oder Holzfasermaterial realisiert. Besonders bevorzugt ist in einer Ausführungsform eine Vakuumdämmung, da derartige Dämmungen besonders gute Dämmeigenschaften haben, die es erlauben, trotz verhältnismäßig geringer Tiefe der Elemente eine hohe Dämmwirkung zu erzielen.
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Die Anschlagflächen zwischen Verschlusselement und Gehäuse des Haustechnik- und/oder Schachtelements sind vorzugsweise zumindest einseitig mit einer umlaufenden Dichtung versehen, um eine möglichst geringe Luftleckrate und eine möglichst hohe Gehäusedichtigkeit gegenüber Luftaustausch, Feuchtigkeitseintrag, etc. zu erzielen.
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In einer Ausführungsform ist das Gehäuse des Haustechnik- und/oder Schachtelements in Rahmenbauweise gefertigt. Auch die Verschlusselemente können in Rahmenbauweise oder als Platten gefertigt sein. Die Rahmen sind in einer bevorzugten Variante der Erfindung aus Holzwerkstoffträgern zusammengesetzt. Geschlossene Flächen des Rahmens können durch Platten aus Holzwerkstoffen, Gipsfaserplatten, Blech oder anderen Baustoffen gebildet werden.
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Das Gehäuse des Haustechnikelements im Schachtbereich und/oder das Gehäuse des Schachtelements ist vorzugsweise nach oben und unten offen oder weist entsprechende Durchgänge im Boden bzw. der Decke auf.
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Im Aufnahmebereich des Haustechnikelements ist das Gehäuse vorzugsweise zumindest oben oder unten, insbesondere oben und unten anhand einer Decke bzw. eines Bodens geschlossen. Decke und/oder Boden können dabei brandschutzisoliert sein.
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Mit Bezug auf das Gebäude, an dem die Haustechnik- bzw. Schachtelemente zum Einsatz kommen sollen, sind diese vorzugsweise geschosshoch.
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Die Rückseite des Haustechnikelements und/oder des Schachtelements ist in einer Ausführungsform offen. Dies führt zu einer maximalen Ausnützung des verfügbaren Platzes, insbesondere in Tiefenrichtung, der aufgrund der notwendigerweise flachen Gestalt des Haustechnik- bzw. Schachtelements begrenzt ist. In einer anderen Variante der Erfindung kann zumindest eines der Elemente eine Rückwand aufweisen.
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In einer Ausführungsform weisen das Haustechnikelement und/oder das Schachtelement wenigstens ein Paar und vorzugsweise wenigstens zwei Paare an Befestigungselementen auf, über die das jeweilige Element vor der Außenwand des Gebäudes befestigt werden kann. Vorzugsweise sind die Befestigungselemente jedes Paares jeweils auf derselben Höhe links und rechts des Gehäuses, entweder an der Rückseite oder vorzugsweise seitlich des Gehäuses angeordnet. Ein Paar an Befestigungselementen ist dabei regelmäßig im oberen Bereich des jeweiligen Elements angeordnet, im Falle von zwei oder mehreren Paaren kann ein zweites Paar im unteren Bereich des jeweiligen Elements angeordnet sein. Eine Anordnung seitlich des Gehäuses hat den Vorteil, dass in der Anwendung für die Befestigung kein Bauraum in der Tiefe verloren geht. Bei den Befestigungselementen kann es sich um nach unten offene Einhängekonturen wie beispielsweise um Haken zum Einhängen in entsprechende Gegenkonturen, beispielsweise horizontal verlaufende Bolzen, oder Bleche an der Gebäudeaußenwand handeln.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmebereich des Haustechnikelements zur Befestigung der Haustechnikkomponenten ein Regalsystem mit flexibel in das Gehäuse einsetzbaren Traversen oder Böden umfasst, an oder auf denen einzelne Haustechnikkomponenten befestigt werden können. Die Traversen können an in unterschiedlicher Höhe angeordneten Halterungen wie beispielsweise Leisten an vertikalen Strukturelementen des Gehäuses befestigt sein. In einer Variante befindet sich nur eine Untergruppe dieser Halterungen in Verwendung. Dies kann als Folge eines Konzepts auftreten, in dem einheitliches Gehäuse nach dem Baukastenprinzip mit unterschiedlichen Traversen für unterschiedliche Ausstattungen von Haustechnikkomponenten bestücken werden soll.
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Insbesondere kann das Haustechnikelement aus einer der drei Gruppen eines Luftheizungs-Haustechnikelements, eines Lüftungs-Haustechnikelements und eines Warmwasser-Haustechnikelements ausgewählt sein. Diese Haustechnikelemente unterscheiden sich anhand der darin verbauten Komponenten. Auch kombinierte Luftheizungs-, Lüftungs- und/oder Warmwasser-Haustechnikelemente mit Komponenten zweier unterschiedlicher Gruppen können aber eingesetzt werden.
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Der (vorzugsweise kleine) Schachtbereich aller dieser Haustechnikelemente dient dazu, um die im Aufnahmebereich aufgenommenen Komponenten überhaupt anschließen zu können. Die Schachtelemente umfassen bzw. beinhalten hingegen keine Haustechnikkomponenten, sondern nur Leitungen.
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Besonders bevorzugt ist, wenn die erfindungsgemäße Kombination Warmwasser-Haustechnikelemente und Schachtelemente umfasst. Gemeinsam mit einer elektrischen Heizlaibung, wie sie später beschrieben wird, und zum Beispiel in Fensterrahmen des Bestandsgebäudes integrierten Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung kann anhand einer derartigen Kombination minimalinvasiv der gesamte Bedarf einer Wohnung abgedeckt werden.
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In einer Ausführungsform umfassen die Haustechnikkomponenten zumindest eine Lüftungsanlage. Die Lüftungsanlage kann Ventilatoren für Zuluft und/oder Abluft bzw. Außenluft und/oder Fortluft sowie Luftfilter umfassen. Ferner können Sensoren wie beispielsweise Temperatursensoren für einen oder mehrere Luftströme vorgesehen sein. Des Weiteren kann die Lüftungsanlage einen Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung aufweisen, vorzugsweise einen Kreuzstromwärmetauscher. Haustechnikelemente, die diese Komponenten aufweisen, aber keine Elemente zur aktiven Luftheizung oder zur Warmwasserversorgung einer Wohneinheit, werden im gegebenen Kontext als Lüftungs-Haustechnikelemente bezeichnet.
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Weiterhin kann die Lüftungsanlage ein Heizregister, beispielsweise ein elektrisches Heizregister zur Erwärmung von Zuluft bzw. Außenluft umfassen. Haustechnikelemente, die weiterhin diese Komponenten aufweisen, aber keine Elemente zur Warmwasserversorgung einer Wohneinheit, werden im gegebenen Kontext als Luftheizungs-Haustechnikelemente bezeichnet.
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In einem dem Aufnahmebereich vorgelagerten Teil des Verschlusselements des Lüftungs- oder Luftheizungs-Haustechnikelemente kann eine Lüftungsöffnung angeordnet sein, die in einer Ausführungsform nach Lage und Größe an zugeordnete Luftführungselemente der Lüftungsanlage angepasst sein können. Am Verschlusselement oder der Lüftungsanlage können Dichtelemente vorhanden sein, die bei geschlossener Tür eine Schnittstelle zwischen Lüftungsöffnung und zugeordnetem Luftführungselement abdichten, um eine effektive Luftführung sicherzustellen und eine ungewünschte Verminderung der Dämmwirkung des Verschlusselements zu verhindern. Die Lüftungsöffnungen können zum Schutz bzw. zur Luftleitung mit einem Lüftungsgitter oder Lüftungslamellen verkleidet sein. Dabei soll ein Kurzschluss zwischen Außenluft und Fortluft vermieden werden.
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Die Lüftungsanlage oder Abluftanlage kann in einer Ausführungsform im oberen oder im mittleren Teil des Aufnahmebereichs angeordnet sein. Sie kann mit Schalldämpfern für Zuluft und Abluft ausgestattet sein.
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In einer Ausführungsform können die Haustechnikkomponenten einen Warmwasserspeicher umfassen, der eine flache Gestalt haben kann. Die Kapazität des Warmwasserspeichers kann je nach Größe des Haustechnikelements angepasst werden und beispielsweise zwischen 100 und 200 Liter, insbesondere zwischen 120 und 160 Liter betragen. Im Schachtbereich befindet sich vorzugsweise eine Wasserleitung, um den Warmwasserspeicher mit Frischwasser versorgen zu können. Der Wasserspeicher kann in einer Ausführungsform eben zur Rückseite des Gehäuses verlaufen, oder in einer anderen Ausführungsform auch über die Rückseite hinausragen (sodass er im verbauten Zustand des Haustechnikelements in den Brüstungsbereich des angrenzenden Raums hineinragt), um mehr Tiefe und für den Speicher zu erzielen. Zur Umsetzung der letztgenannten Variante kann die Brüstung der Bestandswand ausgebaut werden. Zur Erwärmung von Warmwasser innerhalb des Speichers können eine Wärmepumpe und/oder eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen sein. Der Warmwasserspeicher kann in einer Ausführungsform im unteren Teil des Aufnahmebereichs angeordnet sein.
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Haustechnikelemente, die weiterhin diese Komponenten aufweisen, aber keine Elemente zur Luftversorgung einer Wohneinheit, werden im gegebenen Kontext als Warmwasser-Haustechnikelemente bezeichnet.
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Weitere im Haustechnikelement oder Schachtelement vorhandene Bauteile können Sicherungen, Verteiler und Schalter für Strom oder Datenleitungen, Sensoren oder Messgeräte sein.
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Im Schachtelement können Leitungs-, Kanal- oder Kabelabschnitte vorinstalliert sein. Möglich ist aber auch, dass Leitungen wie beispielsweise Stromleitungen, Signalleitungen, Steigleitungen, Abwasserleitungen erst vor Ort durch einen vertikalen Schacht gezogen werden, den die Schachtbereiche nach vertikaler Stapelung von zwei oder mehreren Schachtelementen bilden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein System umfassend eine erfindungsgemäße Kombination oder ein erfindungsgemäßes Haustechnikelement und wenigstens ein Laibungselement zum Einsetzen in eine Tür- oder Fensteröffnung in der Außenwand des Gebäudes, wobei das Laibungselement zu je einer Kante der Tür- oder Fensteröffnung korrespondierende Seitentafeln aufweist, die mit einer großflächig daran wirkenden Heizung hinterkleidet sind, wobei die Heizung zur Energieversorgung mit einer Haustechnikkomponente des Haustechnikelements verbunden ist.
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Das Laibungselement weist vorzugsweise drei oder vier mit einer Heizung hinterkleidete Seitentafeln auf, die zu den vier Kanten, oben, unten, rechts und links, der entsprechenden und typischerweise rechteckigen Tür- oder Fensteröffnungen entsprechen. In Varianten der Erfindung kann aber vorgesehen sein, dass entweder nicht alle vier Seitentafeln mit einer Heizung hinterkleidet sind, also beispielsweise der Boden und/oder die Decke nicht, oder dass das Laibungselement nur zwei oder drei Seitentafeln umfasst, beispielsweise für die Seitenkanten und ggf. Boden oder Decke der Tür- oder Fensteröffnung.
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Das System kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein Haustechnikelement und zwei oder mehr Laibungselemente aufweisen. Typischerweise kommt in der Anwendung des erfindungsgemäßen Systems ein Haustechnikelement pro Wohneinheit oder pro Gebäudebereich zum Einsatz, wobei die Wohneinheit oder der Gebäudebereich typischerweise mehr als ein Fenster bzw. zusätzlich zu den Fenstern noch eine Balkontür oder Fluchttür aufweist. Für jedes dieser Fenster und Türen ist im erfindungsgemäßen System vorzugsweise ein Laibungselement vorgesehen.
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Bei der Heizung handelt es sich vorzugsweise um eine Heizmatte, deren Heizelemente als elektrische Widerstandsheizungen ausgebildet sind. Alternative sind wasserdurchströmte Heizungsrohre möglich.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur energetischen Gebäudesanierung, wobei eine bestehende Gebäudefassade zumindest abschnittsweise mit vorgefertigten Bauelementen überdeckt wird, wobei die Bauelemente einen oder mehrere unterschiedliche Typen an plattenförmigen Fassadenelementen sowie eine erfindungsgemäße Kombination an Haustechnikelementen und Schachtelementen umfasst; wobei die Fassadenelemente jeweils eine Wärmedämmung umfassen; wobei zumindest ein Typ an Fassadenelementen eine oder mehrere Ausnehmungen für Fenster oder Türen umfasst und die Fassadenelemente dieses Typs so auf die Gebäudefassade aufgepasst werden, dass die Ausnehmungen sich mit Fenster- und/oder Türöffnungen in der Gebäudefassade decken; und wobei die Schachtelemente und die Haustechnikelemente gemeinsam oder getrennt zwischen zwei aneinandergrenzende Fassadenelemente eingepasst werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. In den Figuren zeigen:
- 1: eine schematische Übersichtsdarstellung zum erfindungsgemäßen Verfahren;
- 2: einen vertikalen Schnitt durch den oberen Bereich eines anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens sanierten Gebäudes;
- 3: Ansichten eines Warmwasser-Haustechnikelements;
- 4: Ansichten eines Lüftungs-Haustechnikelements;
- 5: Ansichten eines Luftheizungs-Haustechnikelements;
- 6: Ansichten eines Schachtelements;
- 7: Schnitte durch einen Bereich eines mit einem Laibungselement versehenen Fensters; und
- 8: eine Abbildung einer Heizmatte eines derartigen Labungselements.
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1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung eines seriellen Gebäudesanierungsverfahrens, in dem unterschiedliche Fassadenelemente 100 von Typen 100a, 100b, 100c in vertikaler Staffelung vor unterschiedlichen streifenförmigen Abschnitten einer Gebäudefassade 910 angeordnet werden.
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Jedes Fassadenelement 100 erstreckt sich über ein Stockwerk 901 bzw. 902 des Gebäudes 900. Jeder Typ an Fassadenelementen 100 umfasst eine oder mehrere Ausnehmungen 121, 122 für Fenster oder Türen, deren Lage und Größe zu Fenster- und/oder Türöffnungen 921, 922 in der von den jeweiligen Typen 100a, 100b, 100c überdeckten Abschnitten der Gebäudefassade 910 korrespondiert. Die Fassadenelemente 100 werden jeweils so auf die Gebäudefassade 910 aufgepasst, dass die Ausnehmungen 121, 122 sich mit den Fenster- und/oder Türöffnungen 921, 922 in der Gebäudefassade 910 decken.
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Im Rahmen des Gebäudesanierungsverfahrens soll auch die Haustechnik soweit wie möglich im Fassadenbereich installiert werden. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung in 1 nicht dargestellte Haustechnikelemente 200 und Schachtelemente 300 vor, die gemeinsam oder getrennt in vertikal verlaufende Spalte eingepasst werden, die seitlich zwischen zwei angrenzenden Fassadenelementen 100 freigelassen werden.
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2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch den oberen Bereich eines anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens sanierten Gebäudes 900. Auch in dieser Figur sind die der Gebäudefassade 910 vorgelagerten Fassadenelemente 100 mit zu Fensteröffnungen 921 korrespondierenden und fluchtenden Ausnehmungen 121 erkennbar. Ebenfalls erkennbar sind abgehängte Befestigungsschienen 400 für Fassadenelemente 100, Haustechnikelemente 200 und Schachtelemente 300.
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3 zeigt Ansichten eines Haustechnikelements 200 einer erfindungsgemäßen Kombination, das als Warmwasser-Haustechnikelement ausgebildet ist. 4 zeigt Ansichten eines Haustechnikelements 200 einer erfindungsgemäßen Kombination, das als Lüftungs-Haustechnikelement ausgebildet ist. 5 zeigt Ansichten eines Haustechnikelements 200 einer erfindungsgemäßen Kombination, das als Luftheizungs-Haustechnikelement ausgebildet ist.
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6 zeigt Ansichten eines Schachtelements 300 einer erfindungsgemäßen Kombination.
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Die Haustechnikelemente 200 und Schachtelemente 300 sind wie auch die Fassadenelemente 100 einem streifenförmigen Abschnitt der Gebäudefassade 910 vorgelagert und an abgehängten Befestigungsschienen 400 befestigt. Wie die Fassadenelemente 100 erstreckt sich auch die Elemente 200 und 300 über die Höhe eines Stockwerks.
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Die erfindungsgemäßen Haustechnik- und Schachtelemente 200 bzw. 300 können direkt nebeneinander zwischen den beiden selben Fassadenelementen 100 angeordnet sein, oder auch in getrennter Anordnung zwischen unterschiedlichen Fassadenelementen 100. Die Wahlmöglichkeiten zwischen diesen beiden Varianten erlaubt es, flexibel auf die Gegebenheiten am Gebäude, insbesondere die Anordnung der Fenster oder Balkontüren zueinander zu berücksichtigen. Findet sich ein Gebäudeabschnitt, in dem der Horizontalabstand zwischen zwei Fenstern breit genug ist, um sowohl ein Haustechnikelement 200 als auch ein Schachtelement 300 unterzubringen, können diese nebeneinander angeordnet werden. Findet sich ein solcher Abschnitt nicht, oder ist dieser ungünstig gelegen, können die Haustechnikelemente 200 ohne den zusätzlichen Platz beanspruchenden Schachtelementen 300 an einer geeigneten Position angeordnet werden, während die Schachtelemente im Abstand dazu geführt werden.
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Den unterschiedlichen Haustechnikelementen 200 der 3-5 sowie dem Schachtelement 300 der 6 gemeinsam ist eine vollflächige Zugangsöffnung an der Vorderseite, die mit Türen 230 bzw. 330 reversibel verschlossen werden kann. Die Entnahmeöffnungen dienen dazu, dass die Haustechnikkomponenten bzw. Schächte für Installation, Wartung etc. von außen her zugänglich sind.
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Ausgehend von den Haustechnikelementen 200 oder Schachtelementen 300 werden (je nach Ausbildung des Haustechnikelements 200 unterschiedliche) Leitungen für einzelnen Wohneinheiten durch Kernbohrungen in der Gebäudewand horizontal in die Wohneinheit geführt. Die Leitungen können dann unter der Decke der jeweiligen Wohneinheit verlegt werden. Eine derartige Verlegung von Leitungen für beispielsweise Warm- und Kaltwasser, Elektrizität, Signal oder dgl. unter der Decke von bestehenden Gebäuden ist am wenigsten störend und kann in einfacher Weise realisiert werden. Abwasserleitungen können unter der Decke einer Wohneinheit immer für die darüber liegende Wohneinheit verlegt werden.
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Die Haustechnikelemente 200 weisen jeweils ein flaches und rechteckiges Gehäuse auf, das in Holzrahmenbauweise gefertigt ist und einen Aufnahmebereich mit vormontierten Haustechnikkomponenten bzw. einen Schachtbereich umfasst. Die Tiefe des Haustechnikelements 200 bzw. Schachtelements 300 kann beispielsweise weniger als 50 cm und vorzugsweise weniger als 35 cm betragen. Die Rückseiten der Elemente 200 bzw. 300 sind vorzugsweise offen und sitzen im verbauten Zustand des Haustechnikelements 200 direkt an der Bestandswand des Gebäudes. Dies führt zu einer maximalen Ausnützung des verfügbaren Platzes in Tiefenrichtung.
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Zur Befestigung der Elemente 200 bzw. 300 vor der Außenwand des Gebäudes weisen diese in den Figuren nicht dargestellte Paare an Befestigungselementen in Form von nach unten offenen Einhängehaken auf, die beidseitig des Gehäuses jeweils auf derselben Höhe angebracht sind. Die Befestigungselemente sind seitlich der die vertikalen Rahmenelemente befestigt, sodass für die Befestigung kein Platz in Tiefenrichtung verloren geht. Die vor der Außenwand angeordneten Gegenkonturen befinden sich in der entsprechend seitlich der Elemente 200 bzw. 300.
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Im Aufnahmebereich der Haustechnikelemente 200 befinden sich eine Reihe an Traversen 221, die am Gehäuse gehalten sind. An diesen Traversen 221 sind die Haustechnikkomponenten befestigt. Die Traversen 221 sind flexibel in das Gehäuse einsetzbar und bilden ein Regalsystem aus, anhand dessen der verfügbare Bauraum für unterschiedliche Zusammenstellungen an Haustechnikkomponenten optimal und flexibel genützt werden kann.
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Die Haustechnikkomponenten sind je nach Art des Haustechnikelements 200 individuell zusammengestellt.
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Im Warmwasser-Haustechnikelement 200 der 3 ist direkt unter dem oberen Rahmenabschluss eine Steuereinheit 241 angeordnet. Daneben sind in den Figuren die nicht mit Bezugszeichen versehenen Kernbohrungen für die Führung von Kabel und Leitungen in das Gebäude sichtbar, die direkt unter der Decke geführt und luftdicht und rauchdicht abgedichtet sind. Im rechten Bereich des Haustechnikelements 200 befindet sich ein Schachtbereich für Stromleitungen, zum Ablauf von Kondensat, für Steuerleitungen, sowie für Kalt- und Warmwasserleitungen.
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Unterhalb der Steuereinheit 241 befinden sich ein Verdampfer 242 und eine Außenluft-Wasser-Wärmepumpe 243. Der gesamte untere Bereich des Haustechnikelements 200 der 3 wird durch einen gedämmten Warmwasserspeicher 244 ausgefüllt. Dessen Fassungsvermögen kann in einer Ausführungsform mindestens >120 Liter betragen, um alle typischen Wohnungsgrößen in Mehrfamilienhäusern damit abdecken zu können.
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Im Lüftungs-Haustechnikelement 200 der 4 sind in den Figuren die nicht mit Bezugszeichen versehene Kernbohrungen für die Lüftung sichtbar, die direkt unter der Decke geführt und ebenfalls luftdicht und rauchdicht abgedichtet sind. Wiederum befindet sich im rechten Bereich des Haustechnikelements 200 auch ein Schachtbereich, in diesem Fall für Stromleitungen, zum Ablauf von Kondensat und für Steuerleitungen.
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Unterhalb der Kernbohrungen befinden sich im Haustechnikelement Schalldämpfer 261 für Abluft und Zuluft. Darunter ist die zentrale Lüftungsanlage 262 angeordnet, die Schallentkoppelt zwischen horizontalen Traversen 221 sitzt. Die Lüftungsanlage 262 umfasst eine Zuluft- sowie eine Abluftleitung. An der Außenseite des Haustechnikelements 200 enden die Anschlüsse 263 der Zuluft- sowie der Abluft-Leitungen an einer Lüftungsöffnung der Tür 230 des Haustechnikelements. Die Anschlüsse 263 sind mit einer umlaufenden Gummidichtung versehen, um einen unerwünschten Luftaustausch neben den Leitungen zu verhindern. Die nicht dargestellten Öffnungen in der Tür sind mit Schutzgittern versehen. An der Unterseite der Lüftungsanlage 262 sitzt eine Ablaufleitung 264 für Kondensat.
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Das Luftheizungs-Haustechnikelement 200 der 5 unterscheidet sich vom Lüftungs-Haustechnikelement der 4 zunächst dadurch, dass zwischen der Lüftungsanlage 262 und den Schalldämpfern 261 in der Zuluftleitung noch ein elektrisches Nachheizregister 271 angeordnet ist. Die Lüftungsanlage 262 selbst ist mit einem Kreuzstromwärmetauscher zur Wärmerückgewinnung ausgestattet. Eine in der Figur nicht dargestellte Bypass-Leitung zur Zuluftleitung kann am Kreuzstromwärmetauscher vorbeiführen. Weiterhin ist im Luftheizungs-Haustechnikelement 200 unterhalb der Lüftungsanlage eine Wärmepumpe 272 angeordnet, deren Verdampfer- bzw. Verflüssigerwärmetauscher 273 zwischen der Lüftungsanlage und den Öffnungen an den Zuluft- sowie der Abluft-Leitungen sitzen.
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Das Schachtelement 300 der 6 umfasst keine der mit der Lüftung oder Warmwasserversorgung im Zusammenhang stehenden Haustechnikkomponenten der Haustechnikelemente. Vielmehr bietet der Innenraum ausreichend Platz für alle Leitungsstränge einer Gebäudeinstallation, um diese vom Keller- oder Dachbereich des Gebäudes in einzelne Wohneinheiten zu führen, oder zwischen Keller- und Dachbereich hin und her zu führen. Potentiell in diesem Schachtelement 300 geführte Stränge umfassen Leitungen für Strom, Signal (Steuerung, IT), Kaltwasser, Warmwasser, Abwasser oder Kondenswasser.
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Der freie Bereich im Innenraum aller Varianten des Haustechnikelements 200 sowie des Schachtelements 300 kann mit einem Dämmmaterial ausgefüllt werden.
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7 zeigt eine mit einem Laibungselement 500 versehene Fensteröffnung 921 in der Gebäudeaußenwand 910. Das Laibungselement 500 hat die Gestalt eines rechteckigen Rahmens und setzt sich aus vier Seitentafeln 501 zusammen, die jeweils eine Seite der Fensteröffnung 921 verkleiden. Es wird von der Innenseite des Gebäudes in die Fensteröffnung 921 eingesetzt. Die Tiefe der Seitentafeln 501 ist größer als die Tiefe der Außenwand 910 bzw. der Fensteröffnung 921, sodass die Seitentafeln 501 auch einen Spalt S zwischen vor der Außenwand 910 angeordneten Fassadenelementen 100 und der Außenwand 910 gegenüber der Fensteröffnung 921 kaschiert.
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Die Seitentafeln 501 des Laibungselements 500 sind an ihrer der Fensteröffnung 921 abgewandten Seite mit einer wie in 8 gezeigten Heizmatte 502 hinterkleidet, die elektrische Heizelemente 503 in Form von mäandrisch verlaufenden Widerstandsdrähten aufweisen. Vorzugsweise sind, wie in der 7 gezeigt, alle vier Seitentafeln 501 in dieser Weise hinterkleidet, es können aber in anderen Varianten der Erfindung auch drei oder weniger Seitentafeln 501 mit Heizelementen hinterkleidet sein. Zur Versorgung mit elektrischem Strom sind diese Heizelemente 503 mit einem Verteiler im erfindungsgemäßen Haustechnikelement 200 verbunden. Geeignete Heizmatten haben beispielsweise Heizleistungen von zwischen 200 bis 500 W/m2 bzw. können maximal auf Temperaturen von zwischen 40°C und 60°C eingestellt werden.
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Wie auch bei dem Haustechnikelement 200 und dem erfindungsgemäßen Schachtelement 300 kann es sich bei dem heizenden Laibungselement 500 auch um ein vorgefertigtes Teil handeln, das gemeinsam mit der Lüftungsanlage 223 des Haustechnikelements ein System zur Temperierung einer Wohneinheit bildet. Dabei sollten die Laibungselemente 500 insbesondere Spitzenlasten abdecken, während Grundlasten vorzugsweise durch die normalerweise energieeffizientere Lüftungsanlage 223 abgebildet werden. Sie können schnell und einfach über beispielsweise Steck- oder Rastverbindungen in der Fensteröffnung 921 montiert werden.
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Die beheizten Laibungen sind Zusatzheizungen, die als Unterstützung und Spitzenlastabdeckung der Zuluftheizung über die Lüftungsanlage zum Einsatz kommen. Während die Luftheizung vorzugsweise eine Grundlast bis beispielsweise 18°C Innentemperatur abdecken kann, können die Heizlaibungen beispielsweise unter Verbindung mit raumweisen Thermostaten den Heizbedarf individuell ergänzen. Auf diese Weise können unterschiedlich warme Räume ermöglicht werden, und zwar unter Rückgriff auf eine angenehme Strahlungswärme direkt am thermischen Schwachpunkt, dem Fenster.
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Alternativ können die beheizten Laibungselemente auch die gesamte Heizlast übernehmen.
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Nach Anordnung der Laibungselemente 500 in den Fensteröffnungen 921 werden noch Fenster 954 und Jalousien 955 darin eingesetzt, wie in 7 ersichtlich ist.
