DE202006006129U1

DE202006006129U1 - Vorrichtungen zur Beheizung von Dachanlagen

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Publication number: DE202006006129U1
Application number: DE200620006129
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2016-04-12

Abstract

Vorrichtungen zur Beheizung von Dachanlagen, bestehend aus Dachheizkörpern, die in einem direkten oder indirekten Kontakt mit dem jeweiligen Dachbelag stehen und die zwischen Dachsparren und Dachlatten verlaufen und durch Aussparungen in den Dachsparren miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Beheizung von Dächern, insbesondere von solchen Dachanlagen, die bei starkem Schneefall oder bei lang anhaltender Schneelast gefährdet sind oder an die Grenzen ihrer Belastbarkeit gelangen.
In schneereichen Wintern werden Dachkonstruktionen immer wieder auf Bewährungsproben gestellt, und in nicht wenigen Fällen können sie, insbesondere in den von Natur aus niederschlagsreichen Gebieten, ihren Aufgaben nicht gerecht werden. Besondere Aufmerksamkeit gilt seit langem etwa zugefrorenen oder durch Schnee verstopften Dachrinnen (Internationale Patentklassifikation IPK: E04D13/076), um den Abfluss von Schmelzwasser zum Beispiel durch Installierung von Dachrinnenheizungen (IPK: H05B-3/56) zu gewährleisten. Auch zur Beseitigung von Schnee und Eis auf Dächern bzw. zur Verhinderung des Auftürmens größerer Mengen daran sind zahlreiche Lösungen vorgeschlagen worden.
So ist gemäß DE (DE-PS) 19711371 C1 eine Schnee- und Eismeldeeinrichtung beschrieben worden, die eine Überwachung der zu schützenden Flächen vorsieht und nach der mit Hilfe von Feuchtefühler-Messgrößen eine Auswerteschaltung so gesteuert wird, dass sie bei vorgegebenen Feuchtigkeitswerten ein Signal zum Abtauen von Schnee und Eis auf der überwachten Fläche erzeugt. Dabei weisen die Feuchtefühler selbst Heizelemente auf, die in Metallhülsen korrosions- und feuchtigkeitsgeschützt eingebaut sind (vgl. auch DE-Gbm 29717945 U1).
Zur Vermeidung der Eisbildung auf Dächern sind auch Heizstreifen vorgeschlagen worden, die unterhalb des Dachbelags angebracht werden sollen und aus Heizkabeln bestehen, die in dreieckig geformten Bauteilen untergebracht sind ( EP 1596026 A1 ).
In der EP 322489 A1 wird ein Verfahren zum Schmelzen von Schnee auf Wegen oder auf Gebäuden unter Ausnutzung der geothermischen Wärmekapazität des Grundwassers beschrieben, bei dem das Wasser in einem geschlossenen Kreislauf geführt wird. Dazu wird es einem artesischen Brunnen entnommen, in einem Röhrensystem unter die Oberfläche des vom Schnee zu befreienden Weges oder des betreffenden Gebäudeteils geleitet und dann über einen weiteren Brunnen in die Grundwasserschicht zurückgeführt.
Gemäß AT 412889 B ist eine Anlage zum Schmelzen von Schnee oder Eis auf Dächern und in Dachfallrohren vorgesehen, die darauf beruht, dass insbesondere bei Flachdächern durch Dachablaufrohre oder -rinnen Wärmeträger geführt werden, die mit Hilfe von Temperatursensoren die Zufuhr der Heizmittel regulieren (WO 96/022567 A1, US 5900178 A ). Mit Hilfe teleskopartig ausgebildeter Dächer und einem "System Anti-Schnee" wird in der EP 1314829 B1 eine Schneeschmelzvorrichtung vorgestellt, der ein Bausatz aus beweglichen Metallprofilen zugunde liegt, die in Form von Tunneln und Warmwassser-Rohren den Schnee zum Schmelzen bringen sollen. Diese Konstruktionen sollen auch für Dächer "großer Dimensionen" geeignet sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bestehenden Lösungen zu vereinfachen und ein Heizsystem zu entwickeln, mit dem sich Überlastungen von Dachkonstruktionen durch Schnee- und Eisanhäufungen vermeiden lassen.
Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass Dachheizkörper in einen direkten oder indirekten Kontakt mit dem jeweiligen Dachbelag gebracht werden. Die erfindungsgemäßen Dachheizungen sind so gestaltet, dass die Heizkörper zwischen den Sparren und den Dachlatten verlaufen und durch Aussparungen in den Dachsparren miteinander verbunden sind.
Ein Zentralheizkörper (1) ist – neben den üblichen Heizungsrohren (2) und Heizkörpern (3) im Hause – über zusätzliche Heizungsrohre (4) mit zusätzlichen Dachheizkörpern (5) verbunden (1). Die Dachheizkörper (5) sind so angebracht, dass sie oberhalb von gegebenenfalls verwendeten Dämmstoffmatten oder -platten, die in der Regel von innen an den Sparren (6) und Latten angebracht sind, verlaufen und durch Aussparungen (7) in den Dachsparren (6) dicht an der Dachdeckung gehalten werden (2).
Zwischen Dachheizkörper und der Dachdeckung, bei der es sich um insbesondere harte Dachbeläge handelt – Ziegel, Schindeln, Dachplatten, Schiefer, Beton, Betonplatten, Metallblechen und -folien oder Welltafeln oder -platten (harte Dachdeckung) – befindet sich zweckmäßigerweise eine Schicht aus einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus Metallspänen oder -pulver (vorzugsweise Aluminium oder Eisen) oder aus Graphit, um sicherzustellen, dass ein möglichst enger Kontakt zwischen Heizkörper und Dachbelag besteht.
Die Dachheizkörper (5) sind so ausgebildet, dass sie ihre Wärme nur an die in Richtung des Dachbelags gelegene Seite abgeben (Verwendung einseitig wärmeabgebender Dachheizkörper).
Das Wesen der Erfindung besteht in erster Linie in Dachheizungen zur Beseitigung von Schnee und Eis auf Dachanlagen. Die Erfindung beruht vor allem darauf, dass harte Dachbeläge bei Bedarf beheizbar sind. Sie beschränkt sich jedoch nicht auf übliche Giebeldächer, sondern findet auch bei Flachdachanlagen aller Art – so bei Dachterrassen, Dachgärten, Dachparkplätzen, Dachgaragen, Hubschrauberlandeflächen auf Dächern – oder dergleichen Verwendung.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung werden unterhalb der eigentlichen Dachdeckung die oft üblicherweise angebrachten und zum Auffangen von eventuell eingedrungenem Wasser verlegten Folien so gestaltet, dass diese Folie beheizbar sind und den Dachbelag bei Bedarf erwärmen können.
Bei den derartig verwendeten Folien handelt es sich um Metall-, Keramik-, Kunststoff- oder Verbundfolien. Die Metallfolien – insbesondere Aluminium-, Zinnfolien (Stanniol) oder Nickel-Folien – lassen sich direkt (elektrisch oder solartechnisch) oder mit Hilfe der Dachheizkörper (5) erwärmen, ebenso Verbundfolien aus Metall- und Kunststoffschichten oder aus metallisierten Kunststoffen (ebenso Glas-Folie-Schichtungen, www.baunetz.de). Keramischer Membranfolien sind flexibel, temperaturstabil wie keramische Membrane, beheizbar und elektrisch leitfähig (A. Oberholz, Nanoworld 24.04.2001).
Unter den Kunststoffen finden insbesondere Polyalkylene (etwa TPO-Folien – Thermo-Polyolefin, www.faurecia.com/data/de/) oder Cellulosederivate (Zellglas) Verwendung.
Als Kunststofffolien mit elektrisch leitfähigen Beschichtungen kommen solche in Frage, die im Niederspannungsbereich beheizbar sind. Dazu gehören beispielsweise PC- und PET-Folien (Polycarbonat- und Polyethylen-Folien), auf denen etwa mittels Plasma-PVD (Physical Vapour Deposition) elektrisch leitfähige Schichten abgeschieden worden sind oder auf denen durch Beschichtung mit geeigneten Metalloxiden eine elektrische Oberflächen-Leitfähigkeit erzeugt wird (Grahl, A.: Transparente und flexible Kunststofffolien mit beheizbarer Funktionsschicht, BMWA: 352/03 30.09.2004).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung lassen sich anstelle der unterhalb der Dachbeläge angebrachten Folien auch Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen verwenden (nach Art des Gebrauchsmusters DE-Gbm 20121605 U1), wobei eine leitfähige dünne Schicht so gestaltet ist, dass sie elektrisch beaufschlagbar und beheizbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung lassen sich anstelle der unterhalb der Dachbeläge angebrachten Folien auch Mehrschichtenplatten verwenden, wie sie etwa bei Fußbodenheizungen eingesetzt werden (nach Art der Schichtenplatten, wie sie in der DE 3417679 A1 beschrieben worden sind). Dazu wird eine derartige Schichtenplatte als Bett für Heizungsrohre so gestaltet, dass die Unterlage aus aus einem Polyurethanschaumkern und die Auflage aus geschäumtem Polyethylen bestehen. Der Polyurethanschaumkern lässt sich zusätzlich mit einer Diffusionssperre versehen, die aus Aluminium oder aus Kunststoff besteht.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die beheizbaren Folien nicht unterhalb der Dachbeläge angebracht, sondern darüber.
Die erfindungsgemäßen Dachheizungen eignen sich, neben ihrer Verwendung bei Satteldächern (Giebeldächern) und bei insbesondere Flachdächern auch ebenso bei den Dachformen, die Giebeldächern verwandt sind, also bei Walmdächern, Sägedächern oder dem oberen Teil von Mansarddächern. Bei Tonnendächern ist der Einsatz beheizbarer Kunststofffolien zu bevorzugen, und zwar nicht nur unterhalb des Dachbelags, sondern auch darüber.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Energie zur Beheizung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Beseitigung von Schnee und Eis auf Dachanlagen mit Hilfe der Solartechnik oder in Kombination mit ihr gewonnen wird. Dazu ist es erforderlich, dass die zum Auffangen der Solarenergie notwendigen Scheibenanlagen selbst Schnee- und eisfrei gehalten werden müssen, damit sie Solarstrom liefern können. Dieser Zustand wird durch die Beheizbarkeit der Scheiben – etwa nach nach dem Prinzip der Autoscheiben-Enteisung – erreicht.
Die Merkmale der Erfindung gehen aus den Elementen der Ansprüche und aus der Beschreibung hervor, wobei sowohl einzelne Merkmale als auch mehrere in Form von Kombinationen vorteilhafte Ausführungen darstellen, für die mit dieser Schrift Schutz beantragt wird. Das Wesen der Erfindung besteht in einer Kombination aus bekannten (Heizkörper, Dachbeläge, harte Dachdeckung, Folien, Solartechnik) und neuen Elementen (etwa Verwendung beheizbarer Folien zur Erwärmung der Dachbeläge, wärmeleitenden Materialien zwischen Heizkörper und Dachbelag, Verwendung einseitig wärmeabgebender Dachheizkörper), die sich gegenseitig beeinflussen und in ihrer neuen Gesamtwirkung einen Gebrauchsvorteil und den erstrebten Erfolg ergeben, der darin liegt, dass nunmehr Heizsysteme zur Verfügung stehen, mit denen sich Überlastungen von Dachkonstruktionen durch Schnee- und Eisanhäufungen vermeiden lassen.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein.
Ausführungsbeispiele
Beispiel 1: Giebeldächer
Dachheizkörper (5) werden in einen direkten oder indirekten Kontakt mit dem jeweiligen Dachbelag (8) gebracht. Die Dachheizungen (5) sind so gestaltet, dass die Heizkörper (5) zwischen den Dachlatten und den Dachsparren (6) verlaufen, die durch Aussparungen (7) in den Dachsparren miteinander verbunden sind.
Ein Zentralheizkörper (1) ist, neben den üblichen Heizungsrohren (2) und Heizkörpern (3) im Hause, über Heizungsrohre (4) mit zusätzlichen Dachheizkörpern (5) verbunden ( 1). Die Dachheizkörper (5) sind so angebracht, dass sie durch Aussparungen (7) in den Dachsparren (6) dicht an der Dachdeckung (8) gehalten werden oder durch wärmeleitendes Material (9) mit dem Dachbelag verbunden sind (2).
Beispiel 2: Flachdachanlagen
Der Aufbau entspricht Beispiel 1, nur dass die Dachdeckung statt aus Ziegeln, Schindeln, Schiefer oder Welltafeln aus harten Dachplatten – aus Beton, Betonplatten oder Metallblechen – besteht, die den ebenen Untergrund der Dachterrassen, Dachgärten, Hubschrauberlandeflächen auf Dächern oder dergleichen bilden.
Zwischen Dachheizkörpern (5) und der Dachdeckung (8) befindet sich zweckmäßigerweise eine Schicht aus einem gut wärmeleitenden Material (9), vorzugsweise aus Metallspänen, damit ein möglichst enger Kontakt zwischen Heizkörpern (5) und Dachbelag (8) gewährleistet ist. Die Dachheizkörper (5) sind so ausgebildet, dass sie ihre Wärme nur an die in Richtung des Dachbelags gelegene Seite abgeben (Verwendung einseitig wärmeabgebender Dachheizkörper).
Figuren
1: Hausquerschnitt mit Heizungszubehör, wie Zentralheizkörper (1), Heizungsrohren (2), Heizkörpern (3), zusätzlichen Heizungsrohren (4) und Dachheizkörpern (5)
2: Dachsparren (6) mit Aussparungen (7), Dachheizkörper (5), wärmeleitendes Material (9) und Dachbelag (8)

1: Zentralheizkörper
2: Heizungsrohre
3: Heizkörper
4: zusätzliche Heizungsrohre
5: Dachheizkörper
6: Dachsparren
7: Aussparungen im Dachsparren
8: Dachbelag
9: wärmeleitendes Material

Abkürzungsverzeichnis

AT

Österreich (PS AT)

DE

Deutschland

DE-PS

Deutsche Patentschrift

EP

Europäische

Gbm

Gebrauchsmuster

IPK

IPC Internationale Patentklassifikation

PC-Folien

Polycarbonat-Folien

PET

Polyethylen

PS

Patentschrift

PVD

Physical Vapour Deposition

TPO

Thermo-Polyolefin

US

USA-Patentschrift

WIPO

Weltorganisation für Geistiges Eigentum (World Intellectual Property Organization)

WO

Patentschrift der WIPO

Claims

Vorrichtungen zur Beheizung von Dachanlagen, bestehend aus Dachheizkörpern, die in einem direkten oder indirekten Kontakt mit dem jeweiligen Dachbelag stehen und die zwischen Dachsparren und Dachlatten verlaufen und durch Aussparungen in den Dachsparren miteinander verbunden sind.
Vorrichtungen nach Anspruch 1 zur Beseitigung von Schnee und Eis auf Dachanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass Zentralheizkörper (1) neben üblichen Heizungsrohren (2) und Heizkörpern (3) im Hause über zusätzliche Heizungsrohre (4) mit zusätzlichen Dachheizkörpern (5) verbunden sind (1).
Vorrichtungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachheizkörper (5), bei denen es sich um einseitig in Richtung Dachbelag wärmeabgebende Heizkörper handelt, so angebracht sind, dass sie oberhalb von gegebenenfalls verwendeten Dämmstoffmatten oder -platten verlaufen und durch Aussparungen (7) in den Dachsparren (6) dicht an der Dachdeckung (8) gehalten werden (2).
Vorrichtungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Dachdeckung (8) und den Dachheizkörpern (5) eine Schicht aus einem gut wärmeleitenden Material (9) befindet.
Vorrichtungen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Schicht (9) aus Metallspänen oder -pulvern oder aus Graphit besteht.
Vorrichtungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb der Dachdeckung beheizbare Folie befinden.
Vorrichtungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Folien um Metall-, Keramik-, Kunststoff- oder Verbundfolien handelt, wobei die Metallfolien aus Aluminium, Zinn (Stanniol) oder Nickel bestehen, die Verbundfolien aus Metall- und Kunststoffschichten oder aus metallisierten Kunststoffen oder aus Glas-Folie-Schichtungen und die keramischen Folien elektrisch leitfähige und beheizbare Membranfolien darstellen.
Vorrichtungen nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verbundfolien um Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen oder um beheizbare Mehrschichtenplatten aus Polyurethanschaum oder aus geschäumtem Polyethylen handelt, wobei der Polyurethanschaumkern zusätzlich mit einer Diffusionssperre aus Aluminium oder aus Kunststoff versehen sein kann.
Vorrichtungen nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Kunststofffolien um Polyalkylene, Thermo-Polyolefin, Cellulosederivate (Zellglas) oder um PC- oder PET-Folien oder um mit Metalloxid-Schichten versehene Folien mit elektrisch leitfähigen Beschichtungen handelt.
Vorrichtungen nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beheizbaren Folien nicht unterhalb der Dachbeläge befinden, sondern über ihnen.
Vorrichtungen nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachheizkörper in Kombination mit Anlagen zur Energiegewinnung mit Hilfe der Solartechnik stehen.