DE19536335A1 - Gebäude mit Klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebäude mit Klimaanlage.

Üblicherweise benötigt man für eine Klimaanlage Luftkanäle mit großen Querschnitten, die einen beträchtlichen Anteil des umbauten Raums beanspruchen. Außerdem verbrauchen die bekannten Klimaanlagen sehr viel Energie, und es muß ein hoher Aufwand getrieben werden, um die Luftkanäle und Fil­ ter keimfrei zu halten und störende Geräusche zu vermeiden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ge­ bäude mit Klimaanlage zu schaffen, das sich durch einen besseren räumlichen Nutzungsgrad und niedrigere Betriebsko­ sten auszeichnet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klimaanlage in oder an Decken und/oder Wänden der klimatisierten Aufenthaltsräume installierte Kühlwasser­ rohre aufweist, die an eine unterirdische Zisterne ange­ schlossen sind, und das im Kreislauf durch die Kühlwasser­ rohre gepumpte Wasser der Zisterne durch das sie umgebende Erdreich gekühlt wird.

Je nach Art und Größe des Gebäudes und der Zisterne kann bereits die auf diese Weise erreichte Kühlung der Raumluft durch Übertragung von Wärme auf die Kühlrohre genügen, um angenehme Temperaturen in den klimatisierten Räumen zu er­ halten. Die Ergebnisse können in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung noch dadurch verbessert werden, daß das Was­ ser zusätzlich in im Erdreich verlegten, an die Zisterne angeschlossenen Wärmetauscherrohren gekühlt wird, die in den Kreislauf der Kühlwasserrohre eingeschlossen sein kön­ nen, wenn man nicht zwei getrennte Kreisläufe vorsieht, die in der Zisterne zusammentreffen. Die Wärmetauscherrohre lassen sich im frostsicheren Bereich in oder an den Keller­ außenwänden verlegen, vorzugsweise an der Außenseite einer Wärmeisolationsschicht der Kellerwand.

Um die Maße der Zisterne und Kühlwasserrohre zu minimieren, empfiehlt es sich, das Gebäude so zu gestalten, daß es sich im Sommer von außen her möglichst wenig aufheizt. Zu diesem Zweck hat es in bevorzugter Ausführung der Erfindung die Form einer Stufenpyramide, von deren horizontalen Stufen­ flächen Abflußleitungen für Regenwasser zur Zisterne füh­ ren. Die Stufenpyramide bietet Gelegenheit, auf den hori­ zontalen Stufenflächen Pflanzen zu ziehen, welche auch in den oberen Stockwerken die Wand-, Fenster- und Terrassenflä­ chen gegen direkte Sonnenbestrahlung schützen können.

In der bevorzugten Ausführungsform sind die Kühlwasserrohre in Deckenhohlräumen verlegt, die derart mit Öffnung zu den darunter befindlichen Aufenthaltsräumen versehen sind, daß Wärmeaustausch durch Konvektion stattfindet. Nach oben, d. h. zum Fußboden der darüberliegenden Aufenthaltsräume hin, können die die Kühlwasserrohre aufnehmenden Deckenhohlräume durch eine Schicht Dämmaterial wärmeisoliert sein. Der Wär­ meaustausch an den Kühlwasserrohren wird zweckmäßigerweise noch dadurch verbessert, daß sie wärmeleitend mit Wärmetau­ scherblechen verbunden sind, die z. B. angeklemmt werden.

Da die Temperatur im Erdreich zwar im Sommer wesentlich niedriger ist als die Raumtemperatur, aber im Winter we­ sentlich höher als die Außentemperatur der Luft, wird in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorge­ schlagen, daß das aus der Zisterne in die Kühlwasserrohre gepumpte Wasser im Winter durch eine Heizeinrichtung zu er­ wärmen ist. Durch Verwendung des im Erdreich vorgewärmten Wassers für die Raumheizung kann somit auch im Winter Ener­ gie gespart werden, und zwar insbesondere dann, wenn die Heizeinrichtung eine Wärmepumpe aufweist, die primärseitig an im Erdboden verlegte Wärmetauscherrohre angeschlossen ist. Dabei kann es sich um dieselben Wärmetauscherrohre handeln, in denen im Sommer das in den klimatisierten Räu­ men erwärmte Wasser gekühlt wird. Alternativ besteht die Möglichkeit, eine verhältnismäßig kleine Wassermenge im Se­ kundärkreislauf durch die Wärmepumpe und die im Gebäude verlegten Kühlwasserrohre zu fördern, während die Wärme­ pumpe primärseitig an das große Wasservolumen der Zisterne und/oder die im Erdreich verlegten Wärmetauscherrohre ange­ schlossen ist.

Die Installationen für die Klimatisierung des Gebäudes eig­ nen sich außer zur Kühlung im Sommer und zur Heizung im Winter auch noch für eine dritte Funktion. In einer bevor­ zugten praktischen Ausführung sind an die Kühlwasserrohre Sprühdüsen angeschlossen, welche einen Teil einer Sprink­ leranlage bilden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch ein Gebäude mit einer Klimaanlage im Som­ merbetrieb;

Fig. 2 das Gebäude nach Fig. 1 im Winterbe­ trieb;

Fig. 3 in kleinerem Maßstab einen horizontalen Querschnitt durch den Keller des Gebäu­ des nach Fig. 1 und 2.

Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Gebäude hat die Form einer Stufenpyramide. Vorzugsweise bilden jeweils zwei Stockwerke eine Stufe. Dabei ergeben sich verhältnismäßig breite hori­ zontale Stufenflächen, die sich nicht nur zum Betreten, sondern auch für Anpflanzungen eignen. Dem Bewuchs kommen auch die geneigten Außenwandflächen der Stufen entgegen. Die Pflanzen gestatten, anders als bei vielgeschossigen Ge­ bäuden mit senkrechten Fassaden, eine natürliche Verschat­ tung der gesamten äußeren Gebäudeflächen, wodurch im Sommer der Bedarf an Kühlung reduziert wird.

Um das Gebäude zu kühlen, ist unter ihm im Erdreich eine Zisterne 10 angelegt. Sie wird gespeist durch das auf den horizontalen Stufenflächen des Gebäudes gesammelte Regen­ wasser, welches über Abflußrohre 12 in die Zisterne gelei­ tet wird. Das darin aufgenommene Wasservolumen wird im Som­ mer über Steigleitungen 14 in Kühlrohre 16 gepumpt, die in den Decken der klimatisierten Aufenthaltsräume des Gebäudes installiert sind. Das kühle Wasser der Zisterne 10 erwärmt sich dabei und wird im Kreislauf durch in Fig. 1 nicht ge­ zeigte Rücklaufleitungen zur Zisterne 10 zurückgeleitet, wo es sich infolge des umgebenden kühlen Erdreichs wieder ab­ kühlt. Falls der Wärmeaustausch am Boden und an den Seiten­ wänden der Zisterne nicht schnell genug erfolgt, können die Rücklaufleitungen über Wärmetauscherrohre 18 an die Zi­ sterne 10 angeschlossen sein, die neben dem Gebäude im Erd­ reich oder auf der Außenseite der Kellerwand angebracht sind, wie dies in Fig. 1 und 3 dargestellt ist. Wenn sich ein oder mehrere Wärmetauscherrohre als Rohrspule mehrmals wieder in die Zisterne 10 leiten, steht ein genügend langer Leitungsweg zur Verfügung, um das in den Wärmetauscherroh­ ren 18 fließende Wasser auf die niedrige Temperatur im Erd­ reich abzukühlen.

Im Winterbetrieb kann gemäß Fig. 2 das Wasser der Zisterne auf z. B. 25°C aufgeheizt und auch wieder in die in den Decken der Aufenthaltsräume installierten, jetzt als Hei­ zungsrohre fungierenden Kühlwasserrohre und/oder zusätzli­ che Rohre einer Fußbodenheizung gepumpt werden. Wie bereits erwähnt, brauchte auch nur das in den Kühlwasserrohren vor­ handene Wasservolumen in einem in sich geschlossenen Kreis­ lauf zu zirkulieren, welcher sekundärseitig an eine Wärme­ pumpe angeschlossen ist, die primärseitig mit der Zisterne 10 und/oder den Wärmetauscherrohren 18 in Verbindung steht.

Die Übertragung der Wärme im Sommer von der Raumluft auf die Kühlwasserrohre und im Winter umgekehrt von den dann erwärmtes Wasser führenden Rohren auf die Raumluft kann durch Wärmeleitung durch das Material der Wände und Decken erfolgen, in denen die Kühlwasserrohre verlegt sind, oder auch durch Konvektion. Im letzteren Fall sind die Kühlwas­ serrohre z. B. unter den Decken oder in Deckenhohlräumen verlegt, die über Öffnungen Verbindung zum Luftraum der klimatisierten Aufenthaltsräume haben. Zweckmäßigerweise wird man die Öffnungen so anlegen, daß die Rohre optisch verdeckt sind, aber eine wirksame Luftströmung und Konvek­ tion zustande kommt.

Da die Zisterne 10 normalerweise ein verhältnismäßig großes Wasservolumen faßt, ist sie auch bestens geeignet für Brandschutzmaßnahmen. Besonders vorteilhaft ist, daß in den klimatisierten Aufenthaltsräumen des Gebäudes Sprühdüsen einer Sprinkleranlage unmittelbar an das Leitungsnetz der Brandschutzmaßnahmen. Besonders vorteilhaft ist, daß in den klimatisierten Aufenthaltsräumen des Gebäudes Sprühdüsen einer Sprinkleranlage unmittelbar an das Leitungsnetz der Kühlwasserrohre angeschlossen sein können, so daß für den Brandschutz kein zusätzliches Leitungsnetz erforderlich ist.

Claims (12)

1. Gebäude mit Klimaanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimaanlage in oder an Decken und/oder Wänden der klimatisierten Aufenthaltsräume installierte Kühlwas­ serrohre (16) aufweist, die an eine unterirdische Zi­ sterne (10) angeschlossen sind, und das im Kreislauf durch die Kühlwasserrohre (16) gepumpte Wasser der Zi­ sterne (10) durch das sie umgebende Erdreich gekühlt wird.

2. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser zusätzlich in im Erdreich verlegten, an die Zisterne (10) angeschlossenen Wärmetauscherrohren (18) gekühlt wird.

3. Gebäude nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre (18) in den Kreislauf der Kühl­ wasserrohre (16) eingeschlossen sind.

4. Gebäude nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre (18) an oder in den Keller­ außenwänden verlegt sind.

5. Gebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es die Form einer Stufenpyramide hat, von deren horizontalen Stufenflachen Abflußleitungen (12) für Regenwasser zur Zisterne (10) führen.

6. Gebäude nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Fensterflächen in den geneigten Stufenflächen durch auf den horizontalen Stufenflächen wachsende Pflanzen ver­ schattet sind.

7. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserrohre (16) in Deckenhohlräumen verlegt sind, die derart mit Öffnungen zu den darunter befindlichen Aufenthaltsräumen versehen sind, daß Wärmeaustausch durch Konvektion stattfindet.

8. Gebäude nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserrohre (16) wärmeleitend mit Wärmetau­ scherblechen verbunden sind.

9. Gebäude nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherbleche an die Kühlwasserrohre ange­ klemmt sind.

10. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das in die Kühlwasserrohre (16) gepumpte Wasser im Winter durch eine Heizeinrich­ tung zu erwärmen ist.

11. Gebäude nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine Wärmepumpe aufweist, die pri­ märseitig an die Zisterne und/oder im Erdreich verlegte Wärmetauscherrohre (18) angeschlossen ist.

12. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß an die Kühlwasserrohre (16) Sprühdüsen angeschlossen sind, welche einen Teil einer Sprinkleranlage bilden.