DE19826625A1

DE19826625A1 - Niedrigenergiegebäude

Info

Publication number: DE19826625A1
Application number: DE19826625A
Authority: DE
Inventors: Lieselotte Glas; Uwe Jacob
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 1999-12-23

Abstract

Ein Niedrigenergiegebäude weist einen Sonnenkollektor 3 zur Energielieferung sowie ein gegen den Erdboden 6 wärmeisoliertes Fundament 4 aus einem Material von hohem Wärmespeichervermögen auf, welches zur Wärmespeicherung und zur Wärmeübertragung dient. Vorgesehen sind ein Kanalsystem A für die Aufwärmluft 9, ein Primärkreislauf B für die Solarflüssigkeit 15, ein Frischluftleitsystem C mit einer zur Vorwärmung durch das Fundament 4 geführten Frischluftleitung 22 sowie ein Luftleitsystem D mit Wärmerückgewinnung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Niedrigenergiegebäude mit einer hochisolie renden Hülle für das Gebäude, mit einem Sonnenkollektor zur Energielieferung, mit einem gegen den Erdboden wärmeisolierten Fundament aus einem Material von hohem Wärmespeichervermögen, welches zur Wärmespeicherung und zur Wärmeübertragung dient.

Aus ökonomischem und ökologischen Gründen geht die Tendenz bei der Kon zeption von Gebäuden, insbesondere von Wohnhäusern, zu einer Bauweise, die zum Ziel hat, die Beheizung ohne Zufuhr von Fremdenergie in Form von Holz, Kohle, Öl oder Strom zu bewerkstelligen. Nicht nur die Heizung des Hauses son dern weitgehend auch die Brauchwasserbereitung geschieht bei solchen Häusern ausschließlich durch Ausnutzung von Sonnenenergie, die aus vorwiegend auf dem Dach installierten Solarkollektoren gewonnen wird.

Grundlegende Voraussetzung bei der Errichtung eines Niedrigenergiegebäudes ist eine besonders wirksame Isolation seiner Hülle nämlich der Außenwände und des Daches sowie besondere Isoliermaßnahmen gegenüber dem Erdreich. Eine große Rolle spielen auch Maßnahmen der Wärmerückgewinnung, um die Ener gieverluste an die Umgebung so niedrig wie möglich zu halten.

Niedrigenergiehäuser sind nach verschiedenen Prinzipien bereits entwickelt und gebaut worden und daher bekannt. Bekannt sind auch solche Bauweisen, bei de nen das Fundament des Hauses in Gestalt einer schweren Bodenplatte als Wär mespeicher eingesetzt wird die über mehrere Wärmeleitsysteme verfügen (WO 81/02 755, EU 0 196 303). Hierbei ist allerdings die erzielte Ausnutzung der knapp bemessenen, mit Hilfe von Solarkollektoren erzeugten Wärme nicht völlig befriedigend.

Die Aufgabe der Erfindung kann in Maßnahmen gesehen werden, die den Wär menutzungsgrad bei einem Niedrigenergiehaus erheblich verbessern.

Zur Lösung der Aufgabe wird von einem Gebäude der eingangs erwähnten Art ausgegangen und gelöst wird die Aufgabe durch den Einsatz von vier miteinan der gekoppelten und zusammenarbeitenden Systemen nach den Merkmalen des Patentanspruches 1, nämlich durch ein Kanalsystem für die durch das Funda ment hindurchgeführte Aufwärmluft, durch einen Primärkreislauf für die in ei nem Sonnenkollektor erzeugte Solarflüssigkeit, durch ein Frischluftleitsystem mit einer durch das Fundament geführten Frischluftleitung sowie durch ein Ab luftleitsystem, welche durch drei verschiedene Wärmetauscheinrichtungen mit einander verbunden sind. Es gelingt damit ein Gebäude energieautark werden zu lassen.

Zweckmäßig besteht das Fundament aus einer mit Bewehrungen versehenen ge gossenen Platte aus Beton.

Entscheidende Wärmeverluste können vermieden werden, wenn das Fundament mit Hilfe von Hartschaum gegen den Erdboden wärmeisoliert ist.

Im Sinne eines niedrigen Verbrauches von Fremdenergie liegt es, wenn im ge schlossenen Primärkreislauf ein Wärmeübertrager zur Übertragung von Brauch wasser vorgesehen ist.

Für den äußerst seltenen Fall, daß aus klimabedingten Gründen der Sonnenkol lektor nicht ausreichend Energie zu liefern in der Lage ist, ist es zweckmäßig, wenn im geschlossenen Kanalsystem eine Heizeinrichtung zur Vorwärmung der Aufwärmluft vorgesehen ist. Diese Heizeinrichtung kann etwa durch Nacht strom betrieben werden.

Eine im Primärkreislauf vorgesehen Umwälzpumpe für die Solarflüssigkeit ge währleistet den Wärmefluß vom Sonnenkollektor zum Wärmetauscher für die Aufwärmluft.

Zweckmäßig befindet sich im Kanalsystem ein Lüfter zur Unterstützung der Zir kulation der Aufwärmluft.

Eine Regelung der Belüftung des Gebäudes kann auf einfache Weise dadurch ge schehen, daß das Frischluftleitungssystem einen Ventilator zur Förderung der Frischluft aufweist.

Der erforderliche Luftaustausch wird unterstützt, wenn das Abluftleitsystem mit einem Luftförderer für die aus dem Gebäude zu blasende Abluft ausgestattet ist. Es versteht sich, daß die erwähnten vier miteinander wirksamen Systeme mit aufeinander abgestimmten Absperrventilen, Regelventilen, Temperaturwächtern und dazugehörigen Schalt- und Steuerorganen ausgestattet sind, deren Größe und Funktion von dem Umfang des umbauten Raumes und der geographischen Lage des Gebäudes abhängen. Da sie zum Verständnis der Erfindung nicht erfor derlich sind, ist von deren Beschreibung abgesehen worden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Diese Zeichnung zeigt das Niedrigenergiegebäude in einem schematischen Auf riß.

Das dargestellte Gebäude 1 besitzt eine hochisolierende Hülle 2 und besteht aus einem Stahlgerüst mit einer beiderseits feuerfest verplankten Bekleidung aus Polyurethan. Zur Lieferung der zur Heizung und zur Brauchwasserbereitung be nötigten Energie dient ein Sonnenkollektor 3, der auf dem Dach vorgesehen und nach Süden ausgerichtet ist.

Das Gebäude 1 steht auf einem aus einem Material mit hohem Wärmespeicher vermögen bestehenden Fundament 4, welches sowohl als saisonaler Wärmespei cher wie auch zur Wärmeübertragung dient. Dieses Fundament 4 ist eine mit Be wehrungen 5 versehene, dicke Platte aus einem geeigneten Beton, die gegen den Erdboden 6 sorgfältig wärmeisoliert ist. Hierzu ist die Platte schwimmend in ei ner Wanne 7 aus Hartschaum verlegt und frei von Wärmebrücken. Das Gebäude 1 ist hierbei nicht unterkellert.

Das wiedergegebene Niedrigenergiegebäude weist zu seinem Betrieb ein Kanal system A, einen Primärkreislauf B, ein Frischluftleitsystem C sowie ein Abluft leitsystem D auf, mit welchen das Gebäude 1 bezüglich der benötigten Heizener gie praktisch autark wird.

In dem in sich geschlossenen Kanalsystem A zirkuliert unter der Einwirkung ei nes Lüfters A Aufwärmluft 9, die im Sekundärteil 10 eines Wärmetauschers 11 erwärmt wird. Der schlangenförmige Primärteil 12 dieses Wärmetauschers 11 ge hört dem Primärkreislauf B an. Zur bedarfsweisen Vorwärmung der Aufwärm luft 9 ist in dem Kanalsystem A eine elektrische Heizeinrichtung 13 vorgesehen. Die Aufwärmluft 9 wird mittels eines Rohrsystems 14, welches aus eingegosse nen Wickelfalzrohren hergestellt ist, durch das ganze Fundament 4 hindurchge führt.

Im Primärkreislauf B zirkuliert eine Solarflüssigkeit 15, die den Sonnenkollektor 3 durchfließt und dort aufgeheizt wird. Sie gelangt unter Einwirkung einer in den Primärkreislauf B eingesetzten, elektrisch betriebenen Umwälzpumpe 16 durch vertikale Rohrleitungen in den Sekundärteil 10 des Wärmetauschers 11 und gibt dort ihren Energieinhalt an die Aufwärmluft 9 und damit an das Funda ment 4 ab. Im Primärkreislauf B befindet sich auch ein Wärmeübertrager 17, des sen Schlange 18 zur Erwärmung von Brauchwasser 19 dient.

Das Frischluftleitungssystem C - versehen mit einer Einleitungsöffnung 20 im Freien - dient zur Einleitung von Frischluft 21 in das Innere des Gebäudes 1. Mittels einer mehrfach verzweigten Frischluftleitung 22 wird sie zu ihrer Vor wärmung durch das warme Fundament 4 geleitet, wo sie durch das als Wärme tauscher wirksame Fundament 4 Wärmeenergie von der Aufwärmluft 9 über nimmt. Sofern das Fundament 4 bzw. die Platte mit einem Estrich versehen ist, kann ebensogut die Frischluftleitung 22 durch diesen Estrich ganz oder teilweise hindurchgeführt sein. Die Frischluftleitung 22 ist anschließend durch einen Wärmeaustauscher 23 zur Rückgewinnung der Restwärme der Abluft des Gebäu des 1 geleitet und sie endet schließlich mit einer Ausblasöffnung 24 im Innern des Gebäudes 1. Ein in den Anfang der Frischluftleitung 22 eingesetzter Ventila tor 25 dient zur Förderung der Frischluft 21 durch das Fundament 4.

Zur Ableitung der verbrauchten Abluft 26 aus dem Gebäude 1 dient das Abluft leitsystem D. Ein mit einer Abluftöffnung 27 versehener Abluftkanal 28 durch setzt als Rohrstange 29 den Wärmeaustauscher 23 zwecks Wärmerückgewin nung. Ein Ausgangskanal 30, in dem ein Luftförderer 31 angeordnet ist, führt die Abluft 26 ins Freie.

Bezugszeichenliste

1

Gebäude

2

Hülle

3

Sonnenkollektor

4

Fundament

5

Bewehrungen

6

Erdboden

7

Wanne
A

Kanalsystem
B

Primärkreislauf
C

Frischluftleitungssystem
D

Abluftleitsystem

8

Lüfter

9

Aufwärmluft

10

Sekundärteil

11

Wärmetauscher

12

Primärteil

13

Heizeinrichtung

14

Rohrsystem

15

Solarflüssigkeit

16

Umwälzpumpe

17

Wärmeübertrager

18

Schlange

19

Brauchwasser

20

Einleitungsöffnung

21

Frischluft

22

Frischluftleitung

23

Wärmeaustauscher

24

Ausblasöffnung

25

Ventilator

26

Abluft

27

Abluftöffnung

28

Abluftkanal

29

Rohrschlange

30

Ausgangskanal

31

Luftförderer

Claims

1. Niedrigenergiegebäude

1. mit einer hochisolierenden Hülle (2) für das Gebäude (1),
2. mit einem Sonnenkollektor (3) zur Energielieferung,
3. mit einem gegen den Erdboden (6) wärmeisolierten Fundament (4) aus einem Material von hohem Wärmespeichervermögen, welches zur Wärmespeiche rung und zur Wärmeübertragung dient,
4. mit einem geschlossenen Kanalsystem (A) für im Kreislauf zirkulierende Auf wärmluft (9), welche durch das Fundament (4) hindurchgeführt und durch ei nen Wärmetauscher (11) geleitet wird,
5. mit einem geschlossenen Primärkreislauf (B) für eine Solarflüssigkeit (15), die den Sonnenkollektor (3) durchfließt, durch den Wärmetauscher (11) strömt und dabei ihren Wärmeinhalt an das Fundament (4) abgibt,
6. mit einem Frischluftleitungssystem (C) für die Einleitung von Frischluft (21) in das Innere des Gebäudes (1) mit einer Einleitungsöffnung (20) im Freien, mit einer zur Vorwärmung der Frischluft (21) durch das Fundament (4) ge führten Frischluftleitung (22), die durch einen Wärmeaustauscher (23) zur Rückgewinnung der Restwärme aus der Abluft (26) des Gebäudes (1) durch geleitet wird und mit einer Ausblasöffnung (24) im Innern des Gebäudes (1) endet,
7. mit einem Abluftleitsystem (D) zur Ableitung der verbrauchten Abluft (26) aus dem Gebäude (1), mit einer Rohrschlange (29) im Wärmeaustauscher (23) zwecks Wärmerückgewinnung, und mit einem ins Freie führenden Ausgangs kanal (30).

2. Niedrigenergiegebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (4) aus einer mit Bewehrungen (5) versehenen, gegosse nen Platte aus Beton besteht.

3. Niedrigenergiegebäude nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (4) mit Hilfe von Hartschaum ge gen den Erdboden (6) wärmeisoliert ist.

4. Niedrigenergiegebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im geschlossenen Primärkreislauf (B) ein Wärme übertrager (17) zur Erwärmung von Brauchwasser (19) vorgesehen ist.

5. Niedrigenergiegebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im geschlossenen Kanalsystem (A) eine Heizein richtung (13) zur Vorwärmung der Aufwärmluft (9) vorgesehen ist.

6. Niedrigenergiegebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärkreislauf (B) eine Umwälzpumpe (16) für die Solarflüssigkeit (15) sitzt.

7. Niedrigenergiegebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Kanalsystem (A) ein Lüfter (8) für die Zirkulation der Aufwärmluft (9) befindet.

8. Niedrigenergiegebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Frischluftleitungssystem (C) einen Ventilator (25) zur Förderung der Frischluft (21) aufweist.

9. Niedrigenergiegebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abluftleitsystem (D) mit einem Luftförderer (31) für die aus dem Gebäude (1) zu blasende Abluft (26) ausgestattet ist.