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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Gebäude mit einer beabstandet von
der eigentlichen Gebäudeaußenwand
unter Ausbildung eines über
Lüftungsöffnungen
mit dem Außenbereich
des Gebäudes
in Strömungsverbindung
stehenden Zwischenraumes vorgehängten
Fassade.
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Stand der
Technik
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Vorgehängte Fassaden,
insbesondere Glasfassaden, sind bei Hochbauten allgemein bekannt. Derartige
Fassaden, die den Eindruck einer in sich geschlossenen Außenhaut
vermitteln, erstrecken sich unter Ausbildung eines mehr oder weniger
großen
Zwischenraumes beabstandet von den eigentlichen Gebäudeaußenwänden und überdecken
auch in den Gebäudewänden angeordnete
Fenster oder sonstige Wandaussparungen.
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Ein
derartiges Gebäude
mit einer beabstandet von der eigentlichen Gebäudeaußenwand unter Ausbildung eines
Zwischenraumes vorgehängten Glasfassade
ist in der
DE 40 22
441 C1 vorbeschrieben. Bei diesem Gebäude wird die Energie der bei Sonneneinstrahlung
in den Zwischenraum aufsteigenden Luft genutzt, um einerseits eine
Schadstoffe oder Staub mitführende
Auftriebsströmung
im Außenbereich
der Fassade zu stören
und andererseits die Belüftung
der Gebäudeinnenräume sicherzustellen.
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Zu
diesem Zweck ist die vorgehängte
Glasfassade von über
die Höhe
des Gebäudes
verteilt angeordneten Ansaugöffnungen
durchbrochen. Durch diese Ansaugöffnungen
wird in Abhängigkeit
von der Luftströmung
im Zwischenraum in diesen Außenluft eingesaugt
und durch Kanäle
nach oben geführt,
die sich im Zwischenraum vertikal erstrecken. Diese im Zwischenraum
aufsteigende Luftströmung
kann auch dazu verwendet werden, verbrauchte Luft aus den Gebäudeinnenräumen abzusaugen,
wobei der in den Räumen
auftretende Unterdruck dazu genutzt wird, um Außenluft beispielsweise über eine
auf dem Dach des Gebäudes
angeordnete zentrale Belüftungsöffnung anzusaugen.
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Unbefriedigend
bei diesem vorbekannten Gebäude
ist, daß der
Luftaustausch des Gebäudeinnenraums
im wesentlichen durch äußere Witterungseinflüsse vorbestimmt
wird und nicht oder nur unzureichend beeinflußt werden kann. Um diesen Mangel zu
beseitigen, müßte das
vorbekannte Gebäude
mit einer Einrichtung zur Zwangsbelüftung der Gebäudeinnenräume versehen
werden, was hohe Investitionskosten und darüber hinaus einen beträchtlichen
Energieverbrauch zur Folge hat.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Gebäude mit vorgehängter Fassade
zu schaffen, bei dem eine gute und zugleich energiesparend betreibbare
Be- und Entlüftung
der Gebäudeinnenräume erzielt
wird.
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Gelöst ist diese
Aufgabe bei einem Gebäude der
eingangs genannten Art und Zweckbestimmung durch ein Belüftungssystem,
das wenigstens einen sich durch den Zwischenraum hindurcherstreckenden
und fassadenaußenseitig
ausmündenden,
mit einem Lüfter
zum Ansaugen und Zuführen
von Außenluft
in den Gebäudeinnenbereich
strömungsverbundenen
Zuluftkanal sowie wenigstens einen sich ebenfalls durch den Zwischenraum
hindurcherstreckenden und fassadenaußenseitig ausmündenden Abluftkanal
für aus
dem Gebäudeinnenbereich
abzuführende
Raumluft aufweist, wobei zumindest der Zuluftkanal mit einem dem
Lüfter
vorgeschalteten Einstellelement versehen ist, das aus einer ersten Einstellage,
in der der Zuluftkanal mit dem Zwischenraum strömungsverbunden ist, in eine
zweite Einstellage, in der zwischen dem Zuluftkanal und dem Zwischenraum
eine Strömungstrennung
besteht, schaltbar ist.
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Bei
der Erfindung kann somit gewählt
werden, auf welchem Wege die Außenluft
in den Zuluftkanal bzw. in den Gebäudeinnenbereich gelangt. In einer
ersten Einstellage ist der Zuluftkanal mit dem Zwischenraum strömungsverbunden.
In dieser Einstellage wird zumindest ein Teil der Außenluft
durch die Lüftungsöffnungen,
die den Zwischenbereich zwischen der eigentlichen Gebäudeaußenwand
und der Fassade mit dem Außenbereich
des Gebäudes
verbinden, angesaugt und sodann durch den Zwischenraum hindurchgeführt, bevor
sie in den eigentlichen Zuluftkanal gelangt. Der Sinn einer derartigen
Strömungsführung besteht
in einer passiven Energienutzung derart, daß im Fassadenzwischenraum aufgewärmte Zuluft
dem Gebäudeinnern
zugeführt
wird, was insbesondere im Winterbetrieb des Belüftungssystems von Vorteil ist.
In einer zweiten Einstellung wird die Außenluft unmittelbar aus dem
Gebäudeaußenbereich
durch den Zuluftkanal angesaugt und ohne Beimengung von im Fassadenzwischenraum aufgewärmter Luft
in das Gebäudeinnere
eingeführt. Diese
Strömungsführung eignet
sich insbesondere für
den Sommerbetrieb.
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Zweckmäßigerweise
schließen
sich die beiden Strömungsführungen
gegenseitig aus und die Zuluft wird entweder ausschließlich durch
den Zwischenraum geführt
oder gelangt ausschließlich
unmittelbar aus dem Außenbereich
durch den Zuluftkanal in das Gebäude.
Auf diese Weise ist im Winterbetrieb eine besonders effektive Nutzung
der Zulufterwärmung
im Fassadenzwischenraum gewährleistet und
im Sommerbetrieb wird sichergestellt, daß grundsätzlich keine im Fassadenzwischenraum über die
Außentemperatur
hinaus erwärmte
Frischluft dem Gebäudeinnern
zugeführt
wird.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung besteht eine dritte Einstellage
des Verschlusses dahingehend, daß der Zustrom von Zuluft durch
den Zuluftkanal hindurch vollständig
unterbunden ist. Der Kanal ist somit in seiner Gesamtheit geschlossen
und mithin das Belüftungssystem
abgeschaltet.
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In
einer abermals vorteilhaften Weiterbildung weist auch der Abluftkanal
ein Einstellelement auf, das aus einer Offenstellung, in der eine
im wesentlichen unbehinderte Durchströmung des Abluftkanals gewährleistet
ist, in eine den Abluftkanal sperrende Schließlage schaltbar ist.
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Zweckmäßigerweise
sind die Einstellelemente im Abluftkanal sowie im Zuluftkanal derart
miteinander wirkverbunden, daß die
Offenstellungen und/oder die Schließlagen beider Verschlüsse simultan
einstellbar sind.
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Ein
besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß als Einstellelement
im Zuluftkanal und/oder im Abluftkanal jeweils ein um eine quer
zum jeweiligen Kanal verlaufende Achse drehbar gelagerter Hohlkörper mit
vorzugsweise kreisförmigem
oder quadratischem Querschnitt dient, der mit – in Drehrichtung gesehen – unter
vorbestimmten Winkelabständen
voneinander derart angeordneten Öffnungen, daß je nach
Drehposition des Einstellelements eine bestimmte, einer Einstellage
entsprechende Strömungsverbindung
oder Strömungstrennung
hergestellt ist. Neben einem kreisförmigen oder quadratischen Querschnitt
kann das Einstellelement auch andere Querschnitte haben, etwa drei-
oder vieleckig ausgebildet sein.
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Bei
einer abermals vorteilhaften Weiterbildung dient ein und dasselbe
Stellelement sowohl als Verschluß für den Zuluft- wie auch für den Abluftkanal.
Hierzu erstreckt sich das Einstellelement sowohl durch den Zuluftkanal
wie auch durch den Abluftkanal hindurch und ist im Bereich des jeweiligen
Kanals mit Wandöffnungen
derart versehen, daß in
Abhängigkeit
von einer vorbestimmten Dreheinstellung in beiden Kanälen gleichzeitig
Strömungsverbindungen herstellbar
sind, die Offenstellungen und/oder der Schließlagen jeweils beider Kanäle entsprechen.
Der besondere Vorteil besteht dabei darin, daß mittels eines einzigen Einstellorgans
sowohl die Zuluftführung als
auch die Abluftführung
eingestellt wird, wobei natürlich
die beiden Kanäle
und die diesen zugeordneten Abschnitte des Einstellelements strömungstechnisch
voneinander getrennt sind.
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In
vorteilhafter Weise ist für
jeden Zwischen raum des Gebäudes
ein eigenes Belüftungssystem mit
jeweils wenigstens einem Zuluft- und einem Abluftkanal vorgesehen.
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Ist
als Fassade eine Glasfassade vorgesehen, wird insbesondere im Winterbetrieb
eine besonders hohe passive Energienutzung erzielt.
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Ausführungsbeispiel
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Anhand
der beigefügten
Zeichnungen sollen nachfolgend verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher erläutert werden.
In schematischen Ansichten zeigen:
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1 einen
im Bereich eines Belüftungssystems
verlaufenden ausschnittsweisen Horizontalschnitt durch ein Gebäude mit
vorgehängter
Fassade,
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2a einen Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie
II-II in 1 durch das Belüftungssystem im
Bereich eines Einstellelements,
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2b das Einstellelement des Belüftungssystems
aus 2a für sich allein in einer anderen Einstellposition,
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2c das Einstellelement aus 2b in einer abermals anderen Einstellposition,
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3a einen Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie
III-III in 1 durch einen Abluftkanal des Belüftungssystems
im Bereich eines Einstellelements, 1,
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3b das Einstellelement des Belüftungssystems
aus 3a in einer anderen Einstellposition,
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3c das Einstellelement des Belüftungssystems
aus 3b in einer abermals anderen Einstellposition,
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4 ein
Belüftungssystem
in einer anderen Ausführungsform,
bei dem das Einstellelement des Zuluft- und des Abluftkanals kreisförmigen Querschnitt
aufweist. Dabei zeigen die
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4a, 4c,
den 2a bis c entsprechende Einstellpositionen
und die
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4b, 4d, 4f den 3a bis
c entsprechende Einstellpositionen des Einstellelements.
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Das
in 1 in seiner Gesamtheit veranschaulichte Belüftungssystem 1 ist
an einem Gebäu de
angeordnet, bei dem der eigentlichen Gebäudeaußenwand 2 unter Ausbildung
eines Zwischenraums 3 eine Außenfassade 4, etwa
eine Glasfassade, vorgehängt
ist. Die Fassade 4 weist in vorbestimmten vertikalen Abständen voneinander
hier nicht gezeigte Strömungsöffnungen
auf, durch die Luft aus dem Außenbereich 5 des
Gebäudes
in den Zwischenraum 3 einströmen kann.
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Das
Belüftungssystem 1 umfaßt zwei
horizontal nebeneinander angeordnete Strömungskanäle, einen Zuluftkanal 7 und
einen Abluftkanal 8, die sich jeweils durch den Zwischenraum 3 hindurcherstrecken
und sowohl gebäude-
wie fassadenseitig in entsprechende Strömungsöffnungen 10, 11 ausmünden, die
sich durch die Gebäudeaußenwand 2 bzw. durch
die Fassade 4 hindurcherstrecken.
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Die
Zuluftöffnung
ist gebäudeinnenseitig
mit einem Lüfter
12 strömungsverbunden,
der zum Ansaugen von Außenluft
durch den Zuluftkanal
7 hindurch und zum Zuführen der
angesaugten Luft in den Gebäudeinnenbereich
13 dient.
Es handelt sich bei diesem Lüfter
12 um
ein übliches
Lüftungsgerät, wie es
beispielsweise aus der
DE
42 04 772 A1 vorbekannt und daher in der Zeichnung nur
in Blockdarstellung gezeigt ist. Im übrigen kann der Lüfter statt – wie in
1 gezeigt – gebäudeinnenseitig
auch im Zwischenraum
3, also zwischen dem Zuluftkanal
7 und der
dieser zugeordneten gebäudeseitigen
Strömungsöffnung
10 angeordnet
sein.
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Der
Zuluftkanal 7 sowie der Abluftkanal 8 sind in
vertikaler Richtung von im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden
Wandungen 15, 15' begrenzt,
die sich jeweils über
beide Kanäle 7, 8 erstrecken.
Die unterseitige Wandung 15' ist
mit einer im Querschnitt halbkreisförmigen und sich durch beide Kanäle 7, 8 quer
zu diesen hindurcherstreckende Aufweitung 16 versehen,
in der im Bereich des Zuluftkanals 7 eine Verbindungsöffnung 9 angeordnet
ist. Der Zuluftkanal 7 und der Abluftkanal 8 sind
strömungstechnisch
voneinander getrennt und zwischen dem Abluftkanal 8 und
dem Zwischenraum 3 besteht ebenfalls keine Strömungsverbindung.
Im Bereich der Aufweitung 16 ist ein Einstellelement 18 der
im folgenden beschriebenen Art und Zweckbestimmung angeordnet.
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Das
Einstellelement 18 ist als Hohlkörper mit quadratischem Querschnitt
ausgebildet, erstreckt sich im wesentlichen durch die beiden Kanäle 7, 8 hindurch
und ist um eine horizontale Achse 20 drehbar gelagert sowie
stirnendig geschlossen und in der Mitte seiner Längenerstreckung mittels einer
Schottwand unterteilt. Die seitlichen Wandungen des Einstellelements 18 weisen
im Bereich des Zuluftkanals 7 zwei Strömungsöffnungen 21, 21' und im Bereich des
Abluftkanals drei Strömungsöffnungen 22, 22', 22'' auf. Die Strömungsöffnungen 21, 21'; 22, 22', 22'' erstrecken sich in horizontaler
Hinsicht über
nahezu die gesamte Breite des jeweiligen Kanals 7, 8 und
nehmen dabei jeweils nahezu die gesamte Breite einer Seitenfläche des
Einstellelements 18 in Anspruch. Mit Hilfe dieser Strömungsöffnungen 21, 21'; 22, 22', 22'' können in Abhängigkeit von einer vorbestimmten
Dreheinstellung des Einstellelements 18 die Strömungsverhältnisse
im Zuluftkanal 7 sowie im Abluftkanal 8 simultan
verändert
werden.
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In
den 2a und 3a ist
das Einstellelement 18 in einer ersten Einstellage gezeigt.
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Dabei
besteht im Zuluftkanal 7 über die Verbindungsöffnung 9 sowie
die Strömungsöffnung 21, 21' eine Strömungsverbindung
zwischen dem Zwischenraum 3 und dem gebäudeseitigen Abschnitt des Zuluftkanals 7 und
somit zum Lüfter 12 bzw.
dem Gebäudeinnenbereich 13,
wie dies durch den gestrichelten Pfeil in 2a angedeutet
ist. Hingegen besteht keine direkte Strömungsverbindung zwischen dem
Außenbereich 5 des
Gebäudes
durch den Zuluftkanal 7 hindurch zu dem Gebäudeinnenbereich 13.
Der Vorteil dieser Einstellage besteht in einer passiven Energienutzung
derart, daß die
gesamte vom Lüfter 12 angesaugte
Zuluft durch den Zwischenraum 3 hindurchgeführt wird
und dort eine gewisse Vorerwärmung
erfährt.
Eine derartige Einstellung ist insbesondere im Winterbetrieb von
Vorteil.
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Wie
in 3a ersichtlich, besteht im Bereich des
Abluftkanals 8 bei dieser Einstellage eine direkte Strömungsverbindung
vom Gebäudeinnenbereich 13 in
den Außenbereich 5 des
Gebäudes.
Dadurch ist ein schnelles und wirksames Abführen verbrauchter Luft gewährleistet.
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In
der in den 2b bzw. 3b gezeigten zweiten
Einstellage des Einstellelements 18, in der dieses entgegen
dem Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90° gegenüber der ersten Einstellage
um die Achse 20 gedreht ist.
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In
dieser Einstellage ist im Zuluftkanal 7 die Strömungsverbindung
zwischen dem Zwischenraum 3 und dem Zuluftkanal 7 gesperrt.
Es besteht jedoch eine Strömungsverbindung
zwischen dem Außenbereich 5 des
Gebäudes
und dem Gebäudeinnenbereich 13.
Dies ist in 2b durch den strichpunktiert gezeichneten
Pfeil angedeutet. In dieser Einstellage gelangt die Zuluft unmittelbar
aus dem Außenbereich 5 des
Gebäudes
in den Gebäudeinnenbereich 13 und
es erfolgt somit keine Aufwärmung
von Zuluft im Zwischenraum 3. Eine solche Einstellage ist
somit insbesondere im Sommerbetrieb des Belüftungssystems 1 von
Vorteil.
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Im
Bereich des Abluftkanals 8 besteht auch hier eine unmittelbare
Strömungsverbindung
zwischen dem Gebäudeinnenbereich 13 und
dem Au ßenbereich 5 des
Gebäudes
was ebenfalls durch den strichpunktierten Pfeil in 3b angedeutet
ist.
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In
einer weiteren, in den 2c bzw. 3c gezeigten Einstellage, in der das Einstellelement 18 wiederum
um 90° um
die Achse 20 entgegen dem Uhrzeigersinn weitergeschaltet
ist, sind gleichermaßen
der Zuluftkanal 7 und der Abluftkanal 8 gesperrt. Es
ist somit sowohl die Zufuhr von Frischluft zum Gebäudeinnenbereich 13 als
auch die Abfuhr von Fortluft unterbunden.
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Das
in 4 gezeigte Belüftungssystem 1' unterscheidet
sich vom Belüftungssystem 1 im
wesentlichen nur durch eine andere Ausgestaltung des Einstellelementes 18'. Das Einstellelement 18' ist im Querschnitt
kreisförmig
ausgebildet und erstreckt sich in im Prinzip gleicher Weise wie
das Einstellelement 18 quer zu beiden Kanälen 7, 8 durch
diese im Bereich einer Aufweitung 16 hindurch und ist um
eine horizontale Achse 20' drehbar
gelagert.
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Das
Einstellelement 18' weist
im Bereich des Zuluftkanals 7 eine – im Querschnitt gesehen – sich etwa über einen
Halbkreis erstreckende geschlossene Wandung 25 auf. Im
Bereich des Abluftkanals 8 besteht lediglich eine – im Querschnitt
gesehen – etwa
einen Viertelkreis umfassende geschlossene Wandung 26.
In Umfangsrichtung beabstandet sind Stützelemente 27 vorgesehen,
die sich in Längsrichtung
des Einstellelements 18' erstrecken
und die im übrigen
lediglich der Stabilisierung des Einstellelements 18' dienen.
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In
den 4a und 4b ist
das Einstellelement 18' in
einer der den 2a, 3a entsprechenden
Stellung gezeigt. Die halbkreisförmige
Wandung 25 ist so im Zuluftkanal 7 angeordnet,
daß eine Strömungsverbindung
aus dem Zwischenraum 3 in den Zuluftkanal 7 und
zu dem Lüfter 12 besteht.
Zugleich besteht abluftseitig eine unmittelbare Strömungsverbindung
zwischen dem Gebäudinnenbereich 13 und
dem Außenbereich 5 des
Gebäudes durch
den Abluftkanal 8.
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Eine
Drehung des Einstellelements 18' um die Achse 20' um einen Winkel
von 90° entgegen dem
Uhrzeigersinn führt
zu der in den 4c und 4d gezeigten
Stellung des Einstellelements 18'. Zu dieser Einstellposition, die
dem in den 2b bzw. 3b gezeigten
Sommerbetrieb des Belüftungssystems 1 entspricht,
stehen sowohl zuluft- wie abluftseitig direkte Strömungsverbindungen
zwischen dem Gebäudeinnenbereich 13 und
dem Außenbereich 5 des
Gebäudes.
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Eine
Strömungsverbindung
zwischen dem Zwischenraum 3 und dem Zuluftkanal 7 ist
in dieser Einstellung durch die Wandung 25 gesperrt.
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In
einer dritten Einstellage des Belüftungssystems 1', die wiederum
der in den 2c und 3c gezeigten
Einstelllage des Belüfungssystems 1 entspricht,
sind die Wandungen 25, 26 derart angeordnet, daß sowohl
der Zustrom von Zuluft im Zuluftkanal 7 als auch die Abfuhr
von Fortluft im Abluftkanal 8 ständig unterbunden sind. Das
Belüftungssystem 1' ist mithin
abgeschaltet.
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Während im
Bereich des Zuluftkanals 7 fallweise eine Strömungsverbindung
mit dem Zwischenraum 3 herstellbar ist, um im Winterbetrieb
eine passive Energienutzung herbeizuführen, besteht bei keiner Einstellage
des Einstellelements 18, 18' eine Strömungsverbindung zwischen dem
Abluftkanal 8 und dem Zwischenraum 3. Dadurch
ist sichergestellt, daß auch
bei der Ausstattung der Gebäudeaußenwand 2 mit
in Offenstellungen betätigbaren
Fenstern nicht zuvor vom Gebäudeinnenbereich 13 in
den Zwischenraum 3 abgeführte Abluft in den Raum mit
geöffneten
Fenstern einströmen
kann. Zugleich würde beispielsweise
im Winterbetrieb das Einleiten warmer Abluft in den Zwischenraum 3 zu
Kondensatbildungen an der Außenfassade 4 führen, was
insbesondere im Falle einer vorgehängten Glasfassade zu unerwünschten
Nebenwirkungen führt.