DE1967009B2

DE1967009B2 - Bauplatte

Info

Publication number: DE1967009B2
Application number: DE19691967009
Authority: DE
Inventors: Ingeborg; Laing Nikolaus; 7141 Aldingen Laing
Original assignee: Ausscheidung aus: 19 28 694 Thermo-Bauelement AG, Murten (Schweiz)
Priority date: 1969-06-06
Filing date: 1969-06-06
Publication date: 1978-02-02
Also published as: DE1967009A1; DE1967009C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Bauplatte für Wände, Decken, Böden und Dächer von Gebäuden, Terrassen, Wegen und dgl., die mit einer schmelzbaren, wärmespeichernden Masse gefüllte Hohlräume aufweist.

Es sind sogenannte Thermophore bekannt, mit aus hartem Stoff bestehendem Reibekörper, welcher innerhalb der geschmolzenen Masse fest an der Innenfläche oder einem anderen inneren Teil des die zu kristallisierende Substanz enthaltenden Gefäßes anliegt und durch Drehung oder Längsverschiebung eines ihn tragenden, aus dem Gefäße herausragenden Stiftes in reibende Bewegung an der Innenwand oder dgl. gebracht wird. Diese Thermophore enthalten Massen, die schmelzbar sind und die sich in Hohlräume von Wänden befinden.

Die Entwicklung der Baustoffe führt zu ständig ansteigenden Festigkeitseigenschaften. Auch hinsichtlich der Wärmedämmwerte lassen sich mit Isolationsmassen von wenigen kg/m² die gleichen Werte erzielen wie ehemals bei extremen Mauerstärken. Das Wärmespeichervermögen moderner¹ Baustoffe hat aber etwa in gleichem Maße abgenommen wie die Masse. Die Wärmeträgheit moderner Gebäude ist also viel geringer als die starkwandiger Backsteinbauten und wird extrem gering, wenn Kunststoff zur Herstellung von Wandelementen eingesetzt wird. Die Innentemperatur der Gebäude folgt dann mit nur geringer Phasenverschiebung der Außentemperatur, wie es im Extremfall von Automobil und Flugzeugkabine her bekannt ist, wo der tägliche Temperaturgang 40⁰C und mehr betragen kann.

Das Innenklima eines Hauses ist um so gleichmäßiger,

ίο je größer die Speicherkapazität der Wände ist. Diese ist bei gegebener Temperaturdifferenz proportional der spezifischen Wärme des Wandungswerkstoffes und der Masse. Extrem hohe Speicherwerte finden sich in Gebäuden mit mittelalterlichen Gemäuern und auch in Gewölbekellern, wo die Temperatur sich während eines Tages fast überhaupt nicht ändert und der Temperaturgang während eines ganzen Jahres nur wenige Grad beträgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauplatte für Wände, Decken und dgl. von Gebäuden, sowie für Terrassen und dgl. zu schaffen, die den Innenraum des Gebäudes sowohl gegen die Temperatur von außen isoliert als auch ein thermisches Speichervermögen aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Phasenumwandlungstemperatur der Speichermasse etwa gleich der mittleren Tagestemperatur der Bauplatte ist.
Die Verwendung von Speichermassen nach der Erfindung in Bauplatten löst dieses Problem. Da im Gegensatz zur Speicherung fühlbarer Wärme der Wärmetausch bei Latentspeichern ohne Temperaturänderung erfolgt, genügen oft sehr kleine Mengen an geeigneten Speicherstoffen, um sehr große Mauerstärken hinsichtlich ihres Wärmespeichervermögens zu ersetzen. Durch geeignete Mischungen kann die Haltetemperatur in weiten Grenzen herabgesetzt werden. Vergleicht man die Speicherfähigkeit eines solchen Speicherstoffes mit der Speicherfähigkeit eines 30 cm starken Mauerwerkes und gibt man eine zulässige Temperaturabweichung von 3° vor, so genügt eine aktive Schichtdicke von nur 2 mm, um das gleiche Wärmespeichervermögen zu erhalten wie bei einer Mauer von 30 cm Dicke. Ein Temperaturintervall von 3° wurde dieser Überlegung zugrundegelegt, weil in dieser Größenordnung die physiologisch zumutbare Raumtemperaturabweichung liegt. Hierbei ist der überwiegende Einfluß der Wärmeübertragung durch Strahlung in der Klimatechnik zu berücksichtigen.

Die physiologische Wärmeempfindung wird iiicht nur von der Lufttemperatur, sondern vor allem durch die Strahlung, die sich mit der 4. Potenz der Temperatur ändert, bestimmt. Die meisten Bodenbeläge, z. B. Asphalt und Beton, absorbieren die Sonnenstrahlung fast vollständig und erzeugen eine Rückstrahlung entsprechend ihrer hohen Oberflächentemperatur. Bei gleicher Lufttemperatur empfindet man die Temperatur an einer sonnenbeschienenen Straße unerträglich heiß, während man am Wasser die Temperatur als behaglich empfindet. Mißt man die Bodentemperatur, so liegen Straßen-, Gehweg- und Mauertemperaturen in der Sommersonne zwischen 40° und 70°, während die Wassertemperatur beispielsweise 25° beträgt. Wenige Stunden nach Sonnenuntergang ist die Straßentempera-

h5 tür unter die des Wassers abgefallen; jetzt bringt das Wasser angenehme Wärmestrahlung, während es in den Straßen kalt ist.

Auch hier läßt sich e-findungsgemäß das Strahlungs-

klima durch Latentspeichermassen beeinflussen. Während Gehwege oder Restaurantterrassen bis auf beispielsweise 70° aufgeheizt werden, wird eine erfindungsgemäße Latentspeicherplatte mit z. B. 20° Schmelztemperatur nicht aufgeheizt, sondern aufgeladen. Ihre Temperatur bleibt während des Tages konstant, also bleiben Terrassen, Wege, Balkone oder auch Tennisplätze angenehm kühl. Während der Nacht entlädt sich der Latentspeicher und strahlt damit eine im Vergleich zur Umgebung angenehme Wärme aus. Die Bauplatten enthalten gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in der Regel Hydrate von Metallsalzen, deren Phasenumwandlungstemperatur etwa mit der mitteleren Tagestemperatur zusammenfällt oder bei wärmeabgebenden Platten geringfügig darüber oder bei kühlenden Platten geringfügig darunter liegt.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden; und zwar zeigt

F i g. 1 den Temperaturverlauf im Boden ir; Abhängigkeil vom Tagesgang der Umgebungstemperatur,

Fig.2 die Absorption der Sonnenenergie in einer Stadt,

Fig.3 den Einfall der Sonnenenergie auf freie bepflanzte Flächen,

Fig.4 eine Wärmepufferplatte für Verkehrsflächen und Gebäudewände und

F i g. 5 eine aus Kunststoffolien aufgebaute Bauplatte nach der Erfindung.

Innerhalb eines Tages beträgt die Änderung der Temperatur in Deutschland im Mittel 8°, die Extremwerte liegen bei 18° im Sommer und bei 4° im Winter.

Die während des Tages durch Sonneneinstrahlung von einem Körper aufgenommene Energie geht durch Abstrahlung innerhalb der Nachtstunden wieder verloren. Die Lufttemperatur ändert sich aber nicht proportional der eingestrahlten bzw. abgestrahlten Energie, sondern folgt dieser mit einer viel geringeren Temperaturamplitude und mit Phasenverschiebung. Der Grund hierfür ist die Speicherung der am Tage eingestrahlten Energie am Boden. Wie aus dem Verlauf der einzeln bezifferten Isochronen 7 in F i g. 1 zu ersehen ist, dringt die tägliche Temperaturänderung etwa 30 cm tief in den Boden ein. Tritt an die Stelle des relativ schlecht leitenden Bodens ein Gewässer, so verläuft die der Lufttemperatur entsprechende Änderungskurve während eines Tages noch viel flacher. Während in der freien Natur im wesentlichen nur der Boden die Wärmeeinstrahlung absorbiert, erfolgt die Absorption in bebauten Gebieten zu einem großen Teil durch senkrechte Wandungen. Wie aus den Skizzen in F i g. 2 und 3 ersichtlich ist, ist die integrale gespeicherte Wärmeenergie im Siedlungsgebiet größer, beim Gebäude übernehmen also Dach und Wände die Wärmespeicherfunktion.

F i g. 4 zeigt eine Wärmepufferplatte 1, z. B. für Gehwege, Hauswandungen und dgl. Kanäle 2 in der aus Beton bestehenden Platte sind mit Speichermasse gefüllt und an den offenen Enden durch angeklebte Endstücke 3 abgeschlossen.

Wird diese Platte nicht der Sonne ausgesetzt, sondern nach außen isoliert einem geschlossenen Innenraum zugewandt, so lassen sich, über das ganze Jahr gesehen, sehr gleichmäßige Temperaturen erreichen. 1 cm Schichtdicke der Speichersubstanz entspricht nach der obigen Gegenüberstellung einer 1,5 m starken Mauer. In Wohnungen genügt die Amplitudendämpfung des täglichen Temperaturganges und dementsprechend kann eine dünnere Schicht noch ausreichen. Die Anwendung in Lagerhäusern führt zu einem Jahrestemperaturgang, der heute nur in tiefen Kellern zu erzielen ist.

Die erfindungsgemäßen Bauplatten können außer zur Glättung des täglichen oder auch jährlichen Temperaturganges, auch z. B. zur Raumklimatisierung verwendet werden.

Fig.5 zeigt eine aus Kunststoffolien aufgebaute Bauplatte. Durch Verschweißen zweier Kunststoffolien sind Hohlräume 4 geschaffen, in denen sich die Speichermasse befindet. Die Bauplatten haben keinerlei eigene Steifigkeit und müssen deshalb an ösen 5, die in einer Lasche 6 angebracht sind, aufgehängt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bauplatte für Wände, Decken, Böden und Dächer von Gebäuden, Terrassen, Wegen und dgl., die mit einer schmelzbaren, wärmespeichernden Masse gefüllte Hohlräume aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenumwandlungstemperatur der Speichermasse etwa gleich der mittleren Tagestemperatur der Bauplatte ist.

2. Platte nach Anspruch 1, wobei die Platte als wärmeabgebende Platte ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenumwandlungstemperatur dar Speichermasse geringfügig über der mittleren Tagestemperatur liegt.

3. Platte nach Anspruch 1, wobei die Platte als kühlende Platte ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenumwandlungstemperatur der Speichermasse geringfügig unter der mittleren Tagestemperatur liegt.

4. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich wärmeisolierende Elemente aufweist.

5. Platte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte für Hauswandungen vorgesehen ist, wobei die Isolierung dem Außenbau zugewandt ist.

6. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie horizontal verlaufende Kanäle (2) aufweist, in denen sich die Speichermasse befindet.

7. Platte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (2) durch Verschweißen von Kunststoffolien gebildet sind.

8. Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einer tragenden Wand befestigt ist.

9. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermasse Hydrate, z. B. Lithiumnitrat-Trihydrate verwendet sind.

10. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Beton besteht, welcher als horizontal verlaufende Kanäle (2) ausgebildete Hohlräume aufweist.