DE19908992C2 - Vorrichtung zum Temperieren von an eine Fassade angrenzenden Innenräumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren von an eine Fassade angrenzenden Innenräumen, wobei die Fassade aus Pfosten Riegeln und Schei­ bensystemen besteht, wobei als Wärmetauscher wirksame Rohre eines Kreis­ laufes für das Trägermedium an der Innenseite der Pfosten und/oder Riegel parallel zu diesen verlegt und mittels Abdeckprofilen verdeckt sind, wobei die Abdeckprofile an den Pfosten und/oder Riegeln lösbar fixierbar sind und die Abdeckprofile mit einem, im Querschnitt allseitig geschlossenen Hohlraum verse­ hen sind.

Eine Vorrichtung dieser Art ist u. a. durch die DE 42 09 702 A1 bekannt. Die Fassade wird hier durch senkrechte und horizontale Profilelemente gebildet.

Die senkrechten Profilelemente nennen wir die Pfosten, die horizontalen Profil­ elemente sind die Riegel. In den durch Pfosten und Riegel begrenzten Räumen sind Scheibensysteme vorgesehen, die meist aus Isolierglas in unterschiedlich­ sten Kombinationen bestehen. Die Profilelemente der Pfosten und Riege(ragen mit ihrem Querschnitt in den Innenraum hinein. An den Pfosten und Riegeln sind Halteelemente angebracht, an denen Halteschellen für die Rohre eines Hei­ zungskreislaufes lösbar angefügt werden können.

Die Halterungen für die Halteschellen und für die Rohre an sich werden nach der Montage der Rohre mit Hilfe von Abdeckprofilen unterschiedlicher Ausbildung abgedeckt. Mit dieser Ausführung will man erreichen, daß man die Installation der Rohrleitungen, die die Funktion eines Wärmetauschers haben, unabhängig von der Montage der Fassade ausführen kann. Dieses Ziel wird mit dieser Vorrichtung erreicht.

Nachteilig ist jedoch, daß die Abdeckelemente keinen direkten Kontakt zu den Rohren haben, die das Trägermedium für die Regulierung der Raumtemperatur führen. Damit wirkt die Luft, die sich zwischen den Rohren und der Abdeckplatte befindet, als Isolierung. Der Übergang der Wärme zum Abdeckprofil, das seiner­ seits mit der Raumluft des Innenraumes in Kontakt steht, ist äußerst unbefriedi­ gend.

Verwendet man U-förmige Abdeckprofile, die der Raumluft eine große Oberfläche für den Wärmeübergang bieten, dann haben diese bei Erwärmung von innen das Bestreben sich zu strecken. Die verwendete Rastverbindung zu den Profilele­ menten der Riegel oder Pfosten verliert an Festigkeit. Es kann bereits nach kurzer Zeit zum Abfallen von Abdeckprofilen kommen.

Diese mangelhaften Gebrauchseigenschaften führen letztendlich zu Nachteilen, die durch die Vorteile bei der Montage nicht kompensiert werden. Der Wirkungs­ grad dieser Vorrichtung zur Temperierung der Innenräume ist äußerst unbe­ friedigend.

Durch die DE 86 60 018 U1 (US 4,683,941) ist desweiteren eine Vorrichtung zum Temperieren von an eine Fassade angrenzenden Innenräumen bekannt geworden, bei der die Fassade aus Pfosten, Riegeln und Scheibensystemen besteht. Als Wärmetauscher wirksam sind Rohre eines Kreislaufes für das Trägermedium an der Innenseite der Pfosten und/oder Riegel parallel zu diesen verlegt und mittels Abdeckprofilen verdeckt. Die Abdeckprofile sind an den Pfosten und/oder Riegeln lösbar fixiert. Die Abdeckprofile sind im Querschnitt mit mindestens einem allseitig geschlossenen Hohlraum versehen.

Nachteilig ist bei einer derartigen Ausführung, dass die Rohre innerhalb der Abdeckprofile mittels Stegen gehalten sind und der Wärmeübergang an die Außenwand der Abdeckprofile nur über diese Stege gewährleistet werden kann. Das hat zur Folge, dass für die Erwärmung des Innenraumes, insbesondere nach dem Einschalten der Wärmeversorgung ein langer Zeitraum verstreichen und eine erhebliche Energiemenge aufgebracht werden muss, bevor die gewünschte Raumtemperatur erreicht ist.

Unbefriedigend ist auch, dass die Rohre Ihre Wärme über offene Räume der Abdeckung direkt an die Pfosten und Riegel abstrahlen können. Das verursacht weitere Energieverluste.

Problematisch ist weiterhin, dass die Anschlüsse und Ventile innerhalb der Hohlräume an den Abdeckprofilen zu installieren sind. Die Montage wird dadurch kompliziert und zeitaufwendig.

Eine andere Vorrichtung zur Temperierung der Räume, die durch eine Fassade begrenzt ist, wurde durch die DE 33 30 394 A1 bekannt. Bei dieser Ausführung wird im unteren Bereich der Fassade, unterhalb eines Riegels ein Wärmetau­ scher angeordnet. In diesem Riegel befindet sich ein Querstromgebläse. Dieses Querstromgebläse führt die erwärmte Luft durch ein geschlossenes System der Hohlräume in den Riegel- und Pfostenprofilen. Auch eine solche Vorrichtung hat erhebliche Nachteile.

Zum ersten ist es äußerst kompliziert, durch die Profile der Pfosten und Riegel ein gut funktionierendes Leitungssystem für die Führung der Warmluft zu schaf­ fen. Es werden hohe Anforderungen an die Dichte der Kupplungsabschnitte gestellt, die meist nicht mit der notwendigen Präzision ausgeführt werden kön­ nen. Zum anderen stehen die Profile der Pfosten und Riegel mit den großflächi­ gen Scheibensystemen nahezu direkt im körperlichen Kontakt. Der Wärme­ übergang an die Scheibensysteme und zur Außenfläche der Fassade wird nur unbefriedigend eingeschränkt. Die Wärme wird zu einem erheblichen Teil nach außen abgeführt. Der erwünschte Wärmeübergang zu den Innenräumen ist unbefriedigend.

Als erheblichen Nachteil erkennen wir auch die Anordnung großflächiger, nicht transparenter Wärmetauscher im unteren Bereich der Fassade, die dann meist bis in Brüstungshöhe verdeckt werden müssen. Der Charakter der Fassade wird dadurch - zumindest für den Betrachter von der Innenseite - erheblich verfälscht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Temperie­ ren von an eine Fassade angrenzenden Räumen eines Gebäudes vorzuschla­ gen, die in der Phase der Montage weitgehend unabhängig von der Montage der Fassade installiert werden kann. Diese Vorrichtung soll einen hohen Wirkungs­ grad hinsichtlich der Temperierung des Innenraumes haben und den Wärme­ austausch mit der Außenfläche der Fassade deutlich begrenzen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 auf überraschend einfache Weise gelöst.

Die körperliche Integration der das Trägermedium - vorzugsweise Wasser - führenden Rohre in die im Querschnitt geschlossenen Hohlräume der Abdeck­ profile und dort unmittelbar an deren Innenwände sorgt für einen sehr guten Wärmeübergang zur Raumluft des Innenraumes. Der Wärmeübergang vom Abdeckprofil zu den Profilen der Pfosten und Riegel ist auf ein Minimum be­ grenzt. Das Abfließen der Wärme nach außen ist nahezu unwahrscheinlich.

Die Montage der Abdeckprofile mit den darin intergierten Rohren kann durch die Fassadenbauer meist mit ausgeführt werden. Sie ist unkompliziert und bedarf nicht der Qualifikation des Installateurs für Heizungsanlagen.

Der Arbeitsbereich der Installateure beschränkt sich lediglich auf die Anschluß­ bereiche, die sich entweder seitlich der Fassade oder unterhalb derselben im Bodenbereich befinden. Diese Anschlußbereiche kann man mit gesonderten, meist schmalen Abdeckungen versehen, die nicht zwingend die Funktion eines Wärmetauschers mit übernehmen müssen.

Verwendet man Rohre aus Kupfer und Abdeckprofile aus Metall, vorzugsweise aus strangepeßtem Aluminium, dann erreicht man einen hohen Wirkungsgrad beim Wärmeübergang an die Raumluft (Anspruch %).

Die Fixierung der Rohre in den Abdeckprofilen mittels gebogener Blattfedern - nach Anspruch 3 - ist einerseits kostengünstig und ermöglicht andererseits ein gegenseitiges Verschieben bei unterschiedlicher Längenausdehnung beider Elemente.

Die Verwendung von Zwischenstücken für einen Längenausgleich der Rohre - nach Anspruch 4 - ist sinnvoll bei sehr großen Fassaden, bei denen Anschluß­ bereiche beiderseits der Fassade vorgesehen sind.

Die Gestaltung der Kreisläufe nach Anspruch 5 vereinfacht die Montage erheb­ lich. Man kann die Kreisläufe auch unabhängig voneinander aktivieren.

Die schleifenförmige Ausführung der Rohre nach Anspruch 6 ermöglicht eine einfache Montage der Fassade und der Abdeckprofile mit den Rohren.

Sie reduziert die Zahl der Anschlußbereiche, sie vermeidet Maßnahmen zur Kompensation des Längenausgleiches der Rohre und erhöht den Wirkungsgrad des Wärmeüberganges an die Raumluft des Innenraumes.

Die Modifikation der Anordnung der Hohlräume in den Abdeckprofilen - nach Anspruch 7 - läßt eine gestreckte Führung der Rohre über die Kreuzungen zu, ohne, daß das Niveau der Abdeckungen für die Riegel und für die Pfosten an der dem Innenraum zugewadten Seite unterschiedlich gestaltet werden muß.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert wer­ den. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil der Fassade im Bereich eines Pfostens,

Fig. 2 eine zweite Ausführung des Führungsbereiches der das Trägerme­ dium führenden Rohre im Bereich eines Pfostens,

Fig. 3 einen Querschnitt zu Fig. 2,

Fig. 4 einen Teil der Fassade zwischen 2 Pfosten mit zusätzlichen Platten zur Erwärmung des Innenraumes,

Fig. 4a eine Ansicht zu Fig. 4 von links,

Fig. 4b eine Ansicht zu Fig. 4 von oben,

Fig. 5 einen schematischen Ausschnitt einer Fassade mit schleifenförmi­ gen Rohren und einer Darstellung der Kreisläufe,

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Riegel entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 und

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Pfosten entlang der Linie VII-VII in Fig. 5.

Die Fassaden besitzen Rahmenabschnitte, die aus senkrechten Pfosten 2 und meist horizontal verlaufenden Riegeln 1 bestehen. Die Flächen, die von Pfosten 2 und Riegeln 1 begrenzt werden, werden mit Scheibensystemen 3 versehen, die meist aus transparenten Isolierglas gefertigt sind.

An der Innenseite der Pfosten 2 und Riegel 1 werden zur Temperierung der Innenräume Rohre 13, 23 zur Führung des Trägermediums (Wärmeträger) angebracht. Bei der Anordnung dieser Rohre 13, 23 kommt es darauf an, daß die von der Trägerflüssigkeit (Wärmeträger) Energie bzw. deren Temperatur mit einem hohen Wirkungsgrad durch Konvektion und Strahlung möglichst aus­ schließlich an die Raumluft der Innenräume übertragen wird.

Außerdem ist dafür zu sorgen, daß die Montage mit möglichst einfachen Mitteln, nach Möglichkeit unter Verzicht auf gesonderte Gerüste, die beim Errichten der Fassade noch nötig sind, zu gewährleisten.

Die Rohre 13 23 sind in weitgehend geschlossenen Querschnittsbereichen von Abdeckprofilen 12, 22 für die Riegel 1 und Pfosten 2, in den Hohlräumen 121, 221, vor deren Montage eingebracht. Sie liegen direkt an den Innenwänden der geschlossenen Hohlräume 121, 221 an und werden dort mittels Stützfedern 16, 26 kraftschlüssig gehalten.

Die Abdeckprofile 12, 22 sind zur Bildung der geschlossenen Hohlräume 121, 221 mit vorzugsweise geschlossenen Zwischenwänden 122, 222 versehen, an denen sich die Stützfedern 16, 26 oder auch die Rohre 13, 23 abstützen können. Die Abdeckprofile 12, 22 sind in üblicher Weise mit Rasten versehen, die entwe­ der mit entsprechenden Profilen an den Pfosten 2 oder Riegeln 1 (nicht dar­ gestellt) oder mit entsprechenden Klemmleisten 11, 21, die an den Pfosten 2 oder Riegeln 1 befestigt sind, zusammenwirken.

Die Abdeckprofile 12, 22 bestehen vorteilhaft aus stranggepreßtem Aluminium während die Rohre 13, 23 zweckmäßig dünnwandige Kupferrohre sind. Durch den Körperkontakt übertragen die Rohre 13, 23 die Temperatur des Trägermedi­ ums direkt an die Wände der Abdeckprofile 12, 22. Diese strahlen ihre Wärme in den Innenraum und erwärmen die Luft durch Konvektion.

Der Übergang der Wärme an die Profile der Pfosten 2 und Riegel 1 kann weit­ gehend unterbunden werden. Hier kann man isolierende Elemente in die Klemm­ leisten 11, 21 oder zwischen die Klemmleisten 11, 21 und die Profile der Riegel 1 und Pfosten 2 einfügen. Ein Wärmeübergang an die Außenseite der Fassade ist auf diese Weise weitgehend ausgeschlossen.

In dem Abdeckprofil 12, 22, 22' können die Rohre 13, 23 entweder paarweise (vgl. Fig. 1, 5, 6, 7) oder einzeln geführt werden. Die einzelne Führung eines Rohres 23 ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Bei dieser Ausführung hält die Stützfeder 26' das Rohr 23 in der Spitze des Abdeckprofiles 22'. Die Stützfeder 26' stützt sich ihrerseits an der Zwischenwand 222' ab.

Bei dieser Ausführung der Fassade sind in den einander gegenüberliegenden Randbereichen der Fassade Anschlußbereiche vorgesehen, in denen die Rohre 13, 23 mit einem Rohrsystem, das den Kreislauf schließt, über Anschlüsse 14 bzw. 24 verbunden werden. Für die Installation dieser Anschlüsse ist ein Gerüst nicht zwingend nötig.

Zur Verbesserung des Wärmeüberganges von den Abdeckprofilen 12, 22 an die Luft der Innenräume ist es zweckmäßig, zusätzliche Platten 4 an die Abdeckprofile 22 anzufügen (Fig. 4, 4a, 4b). Die Abdeckprofile 22 haben dabei etwa die Gestalt, die in Fig. 1 gezeigt ist. An die nach innen weisende Fläche des Abdeck­ profiles 22 werden entweder Metallplatten oder Platten 4 aus bruchfestem Glas angefügt. Diese Platten 4, die den Wirkungsgrad des Wärmeüberganges durch Strahlung und Konvektion verbessern sollen, braucht man vorwiegend nur im unteren Bereich der Fassade vorzusehen.

Im Bereich der großflächigen Scheibensysteme kühlt sich die Luft relativ stark ab und führt zu einer kalten, nach unten gerichteten Strömung. Die Platten 4 unter­ stützen die Erwärmung dieser kalten Luft bevor sie den Innenraum wieder er­ reicht. Die Schutzplatte 41, die im Abstand von dem Scheibensytem 3 und von der Oberkante der Platte angeordnet ist, unterstützt diesen Vorgang.

Verbindet man die Platten 4 mit Abdeckprofilen 12 der Riegel 1, kann man den Wirkunggrad weiter verbessern. Störend sind in diesem Falle lediglich zwei bodennah abgeordnete Riegel 1, die bei Fassaden aus gestalterischer Sicht meist nicht erwünscht sind.

Die Ausbildung der Fassade nach Fig. 5 hat sowohl hinsichtlich der Montage als auch hinsichtlich der Erwärmung des Innenraumes deutliche Vorteile. Die Rohre 131, 231 sind im Bereich der Riegel 1 und Pfosten 2 schleifenförmig angeordnet. Die Schleifen 131, 231 erstrecken sich über die gesamte Breite und über einen Teil der Höhe der Fassade. Die Rohrenden dieser Schleifen 131, 231 sind in einem seitlichen Anschlußbereich 17, 27 der Fassade, der mit besonderen Abdeckmitteln verschlossen werden kann, in den Kreislauf eingefügt.

Es ist zweckmäßig, einen Kreislauf für die Riegel 1 und einen Kreislauf für die Pfosten 2 vorzusehen. Diese Kreisläufe sind über die Ventile 15 bzw. 25 un­ abhängig voneinander regulier- und abstellbar.

Die Abdeckprofile 12, 22 mit den Schleifen 131, 231 werden bei der Montage der Fassade meist durch die Fassadenbauer montiert. Die Anschlußarbeiten für die Komplettierung des Kreislaufes mit den Zuleitungsrohren erfolgen meist in einem einzigen Anschlußbereich 17 oder 27.

Die Zuleitungen für die Schleifen 231 der Pfosten 2 werden zweckmäßigerweise in einer Vertiefung im Bodenbereich an der Innenseite der Fassade entlangge­ führt. Den Führungsbereich dieser Rohre kann man oben zweckmäßigerweise mit gelochten Abdeckungen versehen. Die unter diesen Abdeckungen angeord­ neten Zuleitungen können dadurch die kalte Sinkströmung der Scheiben wieder erwärmen und verhindern ihren unmittelbaren Übergang in den Innenraum.

Es ist auch zweckmäßig die Abdeckprofile 13 der Riegel 1 mindestens an der Oberseite mit Öffnungen 123 im Bereich der Hohlräume 121 zu versehen.

Die durch diese Öffnungen 123 austretende warme Luft mischt sich mit der kalten, an den Scheiben 3 absinkenden Strömung. Das Klima im Raum wird deutlich verbessert.

Soll die Vorrichtung zum Temperieren der Luft in den Innenräumen zum Kühlen eingesetzt werden, dann ist das Trägermedium kalt. Die sich an den Innenseiten der Scheibensysteme durch die Sonneneinstrahlung bildende Warmluft steigt nach oben, kommt in Kontakt mit den stark gekühlten Abdeckprofilen 12 der Riegel 1 und wird mit reduzierter Temperatur in den Innenraum zurückgeführt. Auch für diesen Zweck sind Öffnungen 123 in der Oberseite der Hohlräume 121 der Abdeckprofile 12 sinnvoll. Die dort austretende kühle Luft trägt unmittelbar zur Reduzierung der Temperatur hinter dem Scheibensystem 3 bei.

Die Gestaltung der Abdeckprofile 12, 22 ist in ihrer Grundform weitgehend dem gestaltenden Architekten überlassen. Für die Sicherung der notwendigen Funktio­ nen hinsichtlich der Führungen der Rohre 13, 23 oder Schleifen 131, 231 ist es insbesondere in den Kreuzungsbereichen von Riegeln 1 und Pfosten 2 sinnvoll, die Lage der Hohlräume 121, 221 so zu definieren, daß die Rohre 13, 23 ohne seitliche Auslenkung aneinander vorbeigeführt werden können.

Das kann man erreichen, indem man - bei entsprechend groß ausgebildeten Hohlräumen 121, 221 - die Rohre 13, 23 entweder direkt an der Außenseite (zweckmäßig vor allem bei Riegeln 1) oder an der Innenseite (zweckmäßig bei Pfosten 2) geführt werden.

Es ist auch möglich für die Riegel 1 und die Pfosten 2 unterschiedliche Abdeck­ profile 12, 22 mit unterschiedlicher Anordnung der Hohlräume 121, 221 zu verwenden. Ein Beispiel hierfür zeigen die Fig. 6 und 7. In Abhängigkeit von der Wahl des inneren Niveaus der Abdeckprofile 12 der Riegel 1 und der Abdeck­ profile 22 der Pfosten 2 kann man entweder eines der Profile oder beide Profile im Kreuzungsbereich aussparen und auf diese Weise an jeden Riegel bzw. an jeden Pfosten die Abdeckprofile 12, 22 mit ihren Rohren 13, 23 als Einheit montieren. Im nachhinein ist es nur noch erforderlich die Enden der Rohre in den jeweiligen Kreislauf einzufügen.

Bezugszeichenliste

1

Riegel

11

Klemmleiste

12

Abdeckprofil

121

Hohlraum, geschlossen

122

Rasten

123

Öffnungen

13

Rohr

131

Schleife

14

Anschlüsse

15

Ventil

16

Stützfeder

17

Anschlußbereich

2

Pfosten

21

Klemmleiste

22

Abdeckprofil

221

Hohlraum, geschlossen

222

Zwischenwand

23

Rohr

231

Schleife

24

Anschlüsse

25

Ventil

26

Stützfeder

27

Anschlußbereich

3

Scheiben system

31

Befestigung

4

Platten

41

Schutzplatte

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Temperieren von an eine Fassade angrenzenden Innenräumen,
wobei die Fassade aus Pfosten (2), Riegeln (1) und Scheibensystemen (3) besteht,
wobei als Wärmetauscher wirksame Rohre (13, 23) eines Kreislaufes für das Trägermedium an der Innenseite der Pfosten (2) und/oder Riegel (1), parallel zu diesen verlegt und mittels Abdeckprofile (12, 22) verdeckt sind,
wobei die Abdeckprofile (12, 22) an den Pfosten (2) und/oder Riegeln (1) lösbar fixierbar sind und
wobei die Abdeckprofile (12, 22) mit einem, im Querschnitt allseitig ge­ schlossenen Hohlraum (121, 221) versehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die das Trägermedium führenden Rohre (13, 23) an Innenwänden dieses geschlossenen Hohlraumes (121, 221) kraftschlüssig gehalten sind und
daß die Anschlüsse (14, 24) und Ventile (15, 25) zum Kreislauf des Träger­ mediums in gesondert abgedeckten Anschlußbereichen (17, 27) ange­ ordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckprofile (12, 22) als Metallprofile, vorzugsweise als Aluminium­ hohlprofile ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Rohre (13, 23) mittels gebogener, sich an Innenwänden des Abdeckprofiles (12, 22) abstützender Stützfedern (16, 26) elastisch gehalten sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Rohren (13, 23) Zwischenstücke für einen Längen- und/oder Lageausgleich zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohre (13) der Riegel (1) und die Rohre (23) der Pfosten (2) je einem separaten Kreislauf zugeordnet sind und
daß die Rohre (13, 23) über die Kreuzungsstellen der Pfosten (2) und Riegel (1) hinweg, gestreckt verlegt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohre (13, 23) an den Riegeln (1) bzw. an den Pfosten (2) als Schleife (131, 231) ausgebildet sind und
daß die Endabschnitte der Rohre (13, 23) jeder Schleife 131, 231) je einem Anschlußbereich (17, 27) zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlräume (121) der Abdeckprofile (12) der Riegel (1) gegenüber den Hohlräumen (221) der Abdeckprofile (22) der Pfosten (2) in der Tiefe versetzt sind und
daß sich die Abdeckprofile (12, 22) der Riegel (1) und der Pfosten (2) im Bereich der Kreuzungen mindestens teilweise umgreifen.