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Die
Erfindung betrifft einen Pufferspeicher für den Wärmeträger
zumindest eines Wärmeverbrauchers, insbesondere Warmwasserspeicher
eines Mehrfamilienhauses in einem Anschluss an Sonnenkollektoren,
mit einem eine Wärmeisolierung aufweisenden, lastabtragenden
Behältermantel, wobei die Wärmeisolierung aus
vorgefertigten Wärmedämmsteinen besteht, die innen
wärmeträgerdicht ausgebildet und insbesondere
mit einer wärmeträgerdichten Folie abgedeckt sind.
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Pufferspeicher
werden benötigt, um Energie zu speichern, wenn deren Erzeugung
und Verbrauch zeitlich differenzieren, sowie zur Aufnahme und Abdeckung
von Lastspitzen z. B. von Solaranlagen oder Heizkesseln.
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Als
Wärmespeichermedium kommt vorwiegend Wasser zum Einsatz,
grundsätzlich sind jedoch alle anderen Stoffe in ihren
jeweils möglichen Aggregatszuständen einsetzbar
(gasförmig, flüssig, gel-artig und fest), bzw.
Kombinationen, die sich daraus ergeben (z. B. flüssig und
fest).
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Verwendet
wird die so gespeicherte Energie prinzipiell für die Beheizung
von jeglichen Arten von Gebäuden, unabhängig von
deren Verwendung. Hierzu tun sich Möglichkeiten mittels
Warmwasser-, Niedertemperatur- oder Luftheizung auf. Weitere Verwendungen
außerhalb von Heizungssystemen in Gebäuden können
angedacht werden, wie z. B. Prozesswärme für Gewerbe,
Industrie, Land- und Forstwirtschaft, Wäschereien, Schwimmbäder,
Stadien (Rasenheizung), Gastronomie (Kü chen), Hotellerie, Wellnessbetriebe
(Bäder, Saunen, etc.), Tankstellen (Autowaschanlagen),
Pufferspeicher für Nah- bzw. Fernwärmenetze, etc..
Um diese oben angesprochenen Anwendungen effizient zu garantieren,
bedarf es einer großen Menge an gespeicherter Energie,
was ein großes Speichervolumen nach sich zieht. Um dieses
Speichervolumen anbieten zu können, benötigt man
große Behälter, die in Hinsicht auf ihre Abmessungen
ein Problem darstellen.
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Die
bisherigen Systeme, die dem jetzigen Stand der Technik entsprechen,
bergen große Nachteile im Bezug auf Kosten bzw. Realisierbarkeit,
was sich aus diesen Abmessungen ergibt.
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Vorgefertigte
Speicher, die kostengünstig produziert werden können,
müssen bekanntermaßen allerdings aufwändig
und somit kostenintensiv transportiert werden (Sonder- bzw. Schwertransporte, schweres
Gerät auf den Baustellen).
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Der
Zusammenbau auf den Baustellen von Segmenten, die kostengünstig
transportabel sind („normaler LKW"), birgt ebenso große
finanzielle Aufwendungen, da die endgültige Montage auf
der Baustelle zeit-, personal-, und kostenintensiv ist, und ebenfalls
meist schweres Gerät (Kräne, etc.) erfordert.
Höhere Kosten entstehen, da zuerst die Segmente vorgefertigt
werden müssen, was einen kostenintensiven Ressourceneinsatz
bedeutet. Nach dem Transport müssen die Segmente auf der
Baustelle zusammengebaut werden. Die Komponenten bei dieser Bauweise
müssen mithin „zweimal" bearbeitet werden, bei
der Fertigung im Werk und auf der Baustelle.
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Aufgabe
der Erfindung ist, einen Pufferspeicher der eingangs genannten Art
derart weiterzubilden, dass selbst großdimensionierte Pufferspeicher mit
vergleichsweise geringem Herstellungs- und Transportaufwand zuverlässig
realisierbar sind und vielfach unterschiedlichen Anwendungszwecken leicht
angepasst werden können.
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Gelöst
wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, dass die
Wärmedämmsteine Formsteine sind, die eine verlorene
Schalung für vor Ort eingefüllten Beton als lastabtragenden
Behältermantel ausbilden, wobei der Beton auch ein betonähnlicher
Füllwerkstoff sein kann, der betonähnliche Eigenschaften
aufweist.
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Der
Beton bzw. der betonähnliche Füllwerkstoff weist
vorzugsweise eine Stahlbewehrung auf oder besitzt integrierte Stahlfasern,
die letztlich die Zugkräfte des Systems aufnehmen.
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Die
Stahlbewehrung enthält bevorzugt Ringanker und/oder Spiralanker,
die sich in ihrer Gesamtheit um den gesamten Mantelumfang des Pufferspeichers
erstrecken und mithin die Radialkräfte des Systems aufnehmen.
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Bevorzugt
umfasst die Stahlbewehrung auch Vertikalanker, die sich in ihrer
Gesamtheit über die gesamte Höhe eines Pufferspeichers
erstrecken und mithin große Bauhöhen eines statisch
sicheren Pufferspeichers von gegebenenfalls mehr als 10 m erlauben.
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Der
Beton ist bevorzugt schnell aushärtend, um große
Bauhöhen eines Pufferspeichers in mehreren Gießstufen
ohne großen Zeitverlust realisieren zu können.
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Die
Formsteine weisen bevorzugt zumindest radial innen und radial außen
formschlüssige Nut-Feder-Verbindungen auf, wobei im besonderen
sowohl vertikale als auch horizontale Nut-Feder-Verbindungen vorgesehen
sind, die in einer Gesamtanordnung aller Formsteine radial innen
und radial außen eine geschlossene bündige Schalung
ausbilden. Gleichwohl ist auch nur eine, nur in der Mitte liegende Nut-Feder-Verbindung
möglich.
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Insbesondere
besitzen die Formsteine zusätzliche Hohlräume
(„Zweikammersystem"), die mit schüttbarem Wärmedämmstoff
auffüllbar sind. Derartige Hohlformsteine sind besonders
leichtgewichtig und lassen sich leicht vor Ort verlegen, bevor sie
mit Wärmeschüttgut aufgefüllt werden,
die gegebenenfalls mit einem Bindemittel versetzt werden und dann aushärten.
Anstelle von schüttbarem Dämmstoff können
auch Schaumdämmstoff und flüssige aushärtbare
Dämmstoffe verwendet werden.
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Die
Formsteine eines vorgenannten Zweikammersystems können
aus jedem beliebigen Baustoff bestehen, da die Dämmfunktion
durch den einzufüllenden Dämmstoff gewährleistet
werden kann (Dämmwerkstoff von Vorteil, aber nicht Bedingung).
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Bevorzugte
Ausführungsformen sehen vor, dass die Formsteine zwei-
oder mehrgeteilt ausgebildet sind, die mit Querstegen formschlüssig
verbindbar sind. Die Querstege selbst können integrierter Bestandteil
eines Formstein-Teils oder ein separates Bauteil sein. Gegebenenfalls
empfiehlt es sich, vor einem formschlüssigen Verbinden
der Querstege mit der Innenschale und der Außenschale des
Formsteins zumindest Teile der Stahlbewehrung in Hohlräumen
vorzumontieren, die später mit Beton ausgegossen werden
sollen. Fixierungshilfen für die Stahlbewehrung können
in den Formsteinen vorgesehen sein.
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Bevorzugt
können im Außenmantel und gegebenenfalls im Dach
integrierte Solarzellen ausgebildet sein.
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Das
Dach des Pufferspeichers kann grundsätzlich beliebig und
insbesondere als Flachdach, Pultdach oder als Satteldach ausgebildet
sein.
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Die
Formsteine sind zweckmäßigerweise handliche leichte
Bausteine eines Stecksystems und besitzen in Draufsicht Bogenform
und/oder Quaderform.
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Auch
ist denkbar, Formsteine größeren Formats mit einem
höheren Gewicht zu verwenden. Die Handhabung dieser Formsteine
erfolgt dann vorzugsweise mit einfachen Hebewerkzeugen beispielsweise
für die Erstellung sehr großer Pufferspeicher.
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Insbesondere
sind die Formsteine schichtweise versetzt angeordnet, etwa nach
Art einer bekannten (ringförmigen) Ziegelsteinmauer.
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Untere
Schichten an Formsteinen können durch zusätzliche
Bausteine gleicher oder ähnlicher Konfiguration verstärkt sein.
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Der
Pufferspeicher kennzeichnet sich bevorzugt durch eine Zylinderform
oder eine Vieleckform vielfach mit vertikaler Symmetrieachse.
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Den
unteren Abschluss eines Pufferspeichers bildet bevorzugt eine plane
untere Fundamentplatte aus Beton mit einer oberen Wärmedämmschicht,
wobei die Fundamentplatte selbst aus Wärmeisoliermaterial,
insbesondere aus Wärmedämmbeton, bestehen und
mithin auf eine zusätzliche Wärmedämmschicht
verzichtet werden kann. Gleichwohl ist auch die Variante Wärmedämmbeton
mit zusätzlicher Dämmung möglich.
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Den
oberen Abschluss eines Pufferspeichers bildet bevorzugt eine plane
obere Deckplatte aus Beton mit einer unteren Wärmedämmschicht, wobei
diese Deckplatte wie die Fundamentplatte auch selbst aus Wärmeisoliermaterial,
vorzugsweise Wärmedämmbeton, bestehen kann. Auch
hier ist die Variante Wärmedämmbeton mit zusätzlicher
Dämmung möglich.
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Die
Formsteine sind insbesondere aus Schaumglas, extrudiertem Polystyrol
oder aus Leichtbeton gebildet. Grundsätzlich ist jedoch
jeder Wärmedämmwerkstoff denkbar.
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Durch
die Erfindung wird mithin ein neues System eines Pufferspeichers
geschaffen, dessen Umsetzung in Hinsicht auf Kosten, Realisierbarkeit und
Ressourceneinsatz (Geräte, Personal, etc.) vorteilhafter
als bekannte Systeme ist.
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Wesen
der Erfindung ist, den Pufferspeicher aus einfachen, vorgefertigten
Elementen vor Ort kostengünstig und effizient aufzubauen.
Dazu werden insbesondere für die Herstellung des Mantels
Formsteine, insbesondere Hohlformsteine, verwendet, welche gute
Wärmedämmeigenschaften besitzen. Diese haben die
Eigenschaft, ein sehr geringes Eigengewicht aufzuweisen, um einen
möglichst einfachen, insbesondere händischen Aufbau
zu gewährleisten, und werden als verlorene Schalung für
den vor Ort einzufüllenden Beton verwendet. Dieser Beton übernimmt
in späterer Folge die lastabtragende Funktion. Dadurch
ist im Bereich des Mantels während der Bauphase kein weiteres
Hilfsmittel, wie z. B. eine Schalung oder eine andere Stützkonstruktion, von
Nöten. Daraus ergibt sich eine hohe Zeit- und Kostenersparnis.
Des Weiteren ermöglicht diese Bauweise auch den nachträglichen
Einbau in Gebäude, da die Einzelteile problemlos durch
kleine Öffnungen (Fenster, Türen, etc.) eingebracht
werden können.
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Zwar
kennt man nach dem Stand der Technik gemäß
EP 1 132 691 B1 vor
Ort fertigbare Pufferspeicher. Diese Pufferspeicher besitzen eine
lastabtragende äußere Behälterwand in
Form einer Betonwanne, die radial innen durch vorgefertigte Wärmedämmsteine
ausgekleidet ist, die eine Wärmeisolierung ausbilden. Von
Nachteil ist, dass für die Herstellung der Betonwanne eine
Hilfsschalung von Nöten ist, um den Beton überhaupt
erst vergießen zu können, wobei die Hilfsschalung
nach der Aushärtung des Betons erst entfernt werden muss,
bevor mit der Innenauskleidung der Wärmeisolierung begonnen werden
kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben; es zeigen:
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1 einen
zylindrischen Pufferspeicher mit Fundamentplatte in einer aufgebrochenen
schematischen perspektivischen Ansicht,
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2 bis 5 Teilschnitte
durch den Mantel des Pufferspeichers, gesehen von der Seite sowie perspektivisch
von oben und von unten, nach 1 mit Darstellung
der Stahlbewehrung,
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6 bis 9 Fundamentkonstruktionen des
Pufferspeichers mit zwei und einer Fundamentplatte außerhalb
und in einem Erdreich,
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10 und 11 Dachkonstruktionen
des Pufferspeichers mit zwei und einer Deckplatte,
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12 bis 15 Ausführungsformen
von Grundrissen eines Pufferspeichers nur unter Verwendung von zwei
unterschiedlichen Formsteinen (gerade/gebogen), und
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16 bis 32 diverse
Ansichten von Formsteinen, einzeln und in einem Teilzusammenbau,
gesehen von oben, in unterschiedlichen Schichten, perspektivisch,
einteilig, zweiteilig, dreiteilig, Ein- und Zweikammersystem.
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In 1 ist
ein Pufferspeicher 1 für den Wärmeträger
zumindest eines Wärmeverbrauchers, insbesondere Warmwasserspeicher
eines Mehrfamilienhauses in einem Anschluss an Sonnenkollektoren, mit
einem eine Wärmeisolierung aufweisenden, lastabtragenden
Behältermantel gezeigt, wobei die Wärmeisolierung
aus vorgefertigten Wärmedämmsteinen besteht, die
innen wärmeträgerdicht ausgebildet und insbesondere
mit einer wärmeträgerdichten Folie 2 abgedeckt
sind.
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Die
Wärmedämmsteine sind Formsteine 3, die
eine verlorene Schalung für vor Ort eingefüllten Beton 4 als
lastabtragenden Behältermantel ausbilden, wobei der Beton
auch ein betonähnlicher Füllwerkstoff sein kann.
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Der
Beton 4 bzw. der betonähnliche Füllwerkstoff
weist eine Stahlbewehrung 5 gemäß den 2 bis 5 auf
oder besitzt integrierte Stahlfasern.
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Die
Stahlbewehrung enthält Ringanker 6 und/oder Spiralanker
und besitzt ferner Vertikalanker 7.
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Jeder
Ringanker 6 erstreckt sich in seiner Gesamtanordnung als
ein geschlossener horizontaler Ring in einem später mit
Beton 4 auszugießenden Hohlraum einer Schicht
an Formsteinen 3 und übernimmt später
zugbeansprucht die Radialkräfte des mit Wasser gefüllten
Pufferspeichers. Nicht veranschaulichte Spiralanker erstrecken sich
spiralförmig über die gesamte Höhe des
Pufferspeichermantels. Die Vertikalanker 7 erstrecken sich
in ihrer Gesamtheit vertikal über die gesamte Höhe
des Pufferspeichermantels und übernehmen zugbeansprucht
später Vertikal- und Scherkräfte des Systems,
wodurch große Bauhöhen an Pufferspeichern von
mehr als 10 m bei guter statischer Sicherheit realisierbar sind.
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Der
Beton 4 ist schnell aushärtend ausgebildet, so
dass Gießzyklen an Beton ohne größere
Wartezeit zu bewerkstelligen sind.
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Die
Formsteine 3 weisen zumindest radial innen und radial außen
formschlüssige Nut-Feder-Verbindungen 8, 9 auf.
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Sowohl
vertikale als auch horizontale Nut-Feder-Verbindungen 8, 9 bilden
in einer Gesamtanordnung aller Formsteine radial innen und radial
außen eine geschlossene bündige Schalung aus.
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Die
Formsteine 3 sind handliche Bausteine eines Stecksystems.
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Ersichtlich
besitzen die Formsteine 3 in Draufsicht Bogenform. Sind
zusätzlich gerade Formsteine 3 in Quaderform vorgesehen,
lassen sich unterschiedliche Pufferspeicherkonfigurationen realisieren,
wie dies insbesondere in den 12 bis 15 veranschaulicht
ist.
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Die
Formsteine 3 sind schichtweise versetzt angeordnet, wie
dies beispielsweise in den 2 bis 5, 18 bis 20 und 23 ersichtlich
ist.
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Auch
können die Formsteine 3 neben den Hohlräumen
für Beton 4 Hohlräume 17 besitzen,
die mit schüttbarem Wärmedämmstoff auffüllbar
sind, wie dies insbesondere den 21 bis 24 zu
entnehmen ist.
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Die
Formsteine 3 können einteilig beispielsweise gemäß den 16 bis 24,
zweiteilig beispielsweise gemäß den 25 bis 28 oder mehrgeteilt,
beispielsweise dreigeteilt gemäß den 29 bis 32 ausgebildet
sein, die über Querstege 18 formschlüssig
verbunden bzw. verbindbar sind.
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In
der zweiteiligen Variante ist der Quersteg 18 fest mit
einem Formstein-Teil verbunden, wobei das freie Ende des Querstegs 18 mit
dem anderen Formstein-Teil formschlüssig, beispielsweise
durch Schwalbenschwanzführung verbunden werden kann.
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In
der dreiteiligen Variante ist der Quersteg 18 ein separates
Bauteil und besitzt bevorzugt an beiden Längsenden eine
Schwalbenschwanzführung, über die der Quersteg 18 mit
beiden Formstein-Teilen formschlüssig verbunden werden
kann.
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Untere
Schichten an Hohlformsteinen können durch zusätzliche
Bausteine gleicher oder ähnlicher Konfiguration verstärkt
sein.
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Der
Pufferspeicher 1 gemäß 1 besitzt Zylinderform
und ist ausschließlich durch gebogene Formsteine 3 aufgebaut.
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Im
Außenmantel und gegebenenfalls im Dach des Pufferspeichers
können integrierte Solarzellen ausgebildet sein.
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Das
Dach ist grundsätzlich als Flachdach, Pultdach oder als
Satteldach ausgebildet, im besonderen Ausführungsbei spiel
nach 1 als Flachdach.
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Der
Pufferspeicher 1 gemäß 1 besitzt eine
plane untere Fundamentplatte 10 aus Beton mit einer oberen
Wärmedämmschicht 11 gemäß den 6 und 8 außerhalb
oder teilweise innerhalb eines Erdreichs 25. Hierbei kann
die Fundamentplatte gemäß den 7 und 9 selbst
aus Wärmeisoliermaterial 12, insbesondere aus
Wärmedämmbeton, bestehen.
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In
Flachdachausbildung besitzt der Pufferspeicher 1 gemäß 1 eine
plane obere Deckplatte 13 aus Beton mit einer darunter
liegenden Wärmedämmschicht 14 gemäß 10 mit
Ausbildung eines zentralen Durchgangs 20, wobei die obere
Deckplatte selbst aus Wärmeisoliermaterial 15,
vorzugsweise aus Wärmedämmbeton, gemäß 11 bestehen kann.
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Die
Formsteine 3 sind aus Schaumglas, extrudiertem Polystyrol
oder aus Leichtbeton ausgebildet.
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Ersichtlich übernimmt
der Beton die auftretenden Druckkräfte, während
die Bewehrung die auftretenden Zugkräfte übernimmt.
Die Bewehrung könnte auch spiralförmig verlegt
werden (keine horizontale und vertikale Bewehrung mehr). Es kann auch
Beton mit integrierten Stahlfasern verwendet werden, ein sogenannter
Faserbeton, bei dem dann auf die Bewehrung verzichtet werden kann.
Ebenso sind andere Füllwerkstoffe denkbar, die ähnliche
Eigenschaften wie Beton aufweisen.
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Bei
Betonguss steigt bekanntlich der Schalungsdruck linear mit der Höhe
an, so dass bei einem einzigen Füllvorgang etwa eine Höhe
von ca. 2 bis 3 Meter Beton vergossen werden kann. Werden besondere
Formsteine verwendet, die einem höheren Schalungsdruck
standhalten, können auch höhere Höhen
bei einem einzigen Füllvorgang mit Beton vergossen werden.
Die entstehende Arbeitsfuge stellt kein Problem dar, da der Beton
nur eine lastabtragende und keine dichtende Funktion übernimmt.
Des Weiteren kann dieses Problem auch mit schnellaushärtendem
Beton gelöst werden. Hierbei sind Aushärtezeiten
von ca. 2 Stunden realistisch, bekannt als sogenannter Rapidbeton.
Nach einem Füllvorgang kann wieder „bei Null"
begonnen werden. Eine Fertigstellung eines Pufferspeichers mit ca.
10 m Höhe innerhalb eines Tages ist durchaus realistisch.
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Ebenfalls
wäre denkbar, dass die Formsteine so konstruiert sind,
dass mit einfachen Mitteln (Stecksystem, zusätzliche Elemente,
etc.) die Kammern der unteren Lagen verstärkt werden können.
Damit können in einem Arbeitsschritt größere
Höhen als beispielsweise 3 m betoniert werden.
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Ebenso
ist die Verwendung von „starken" – wenn auch kostspieligeren – Formsteinen
in den unteren Lagen möglich. Auch bei dieser Lösung
können größere Höhen in einem
Arbeitsschritt realisiert werden.
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Hinsichtlich
der Bodenkonstruktion sei erwähnt, dass der Pufferspeicher 1 in
Gebäude ein- bzw. an Gebäude angebaut sein kann.
Die Fundamentplatte wird hierbei vorzugsweise zeitgleich mit dem
Gebäudefundament hergestellt und ist gegebenenfalls Teil
des Gebäudefundaments. Die entsprechende senkrechte Bewehrung,
die sogenannten Vertikalan ker, werden beim Pufferspeichermantel beim
Betonieren berücksichtigt.
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Die
Wärmedämmung kann sowohl aus Platten, aber auch
aus schüttbarem Wärmedämm-Material bestehen,
sofern sie eine ausreichende Druckfestigkeit aufweist. Ist der Pufferspeicher 1 gemäß den 8 und 9 ins
Erdreich eingebaut, kann eine Betonplatte mit darüber liegender
Wärmedämmung vorgesehen sein oder als Fundamentplatte
Wärmedämmbeton ohne zusätzlicher Wärmedämmung
verwendet werden.
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Hinsichtlich
der Dachkonstruktion sei erwähnt, dass – ist der
Pufferspeicher 1 in Gebäude eingebaut bzw. an
Gebäude angebaut – das Dach des Gebäudes
den Witterungsschutz des Pufferspeichers übernehmen kann.
Daher ist keine Dichtfunktion am Kopfteil des Pufferspeichers gegen
Witterung (Regen, Schnee, etc.) notwendig.
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Auch
hier gibt es wieder die Konstruktion mit Betonplatte und darunter
liegender Wärmedämmung sowie die Lösung
mit Wärmedämmbeton ohne zusätzliche Wärmedämmung.
Des Weiteren ist ein Zugangsschacht 20 zu Wartungs- und
Kontrollzwecken erforderlich.
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Die
Kopfplatte muss nicht unbedingt aus Beton bestehen. Es sind auch
andere Konstruktionen (z. B. aus Holz oder Stahl) mit entsprechenden
Wärmedämmeigenschaften denkbar.
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Grundsätzlich
muss nicht einmal eine fixe Kopfplatte bei einem Pufferspeicher
vorhanden sein. Denkbar ist auch eine Kopfplatte, die auf dem Wärmeträgermedium
schwimmt und dennoch die Wärmedämmfunktion sowie
die Wartungsöffnung beinhaltet.
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Auch
kann eine fixe Kopfplatte und eine auf dem Wärmeträgermedium
schwimmende Dämmung vorgesehen sein.
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Hinsichtlich
der Formsteine sei erwähnt, dass die lastabtragende Struktur
nicht unbedingt radial außen gelegen sein muss, und die
Wärmedämmung innen. Grundsätzlich ist
bei erfindungsgemäßen Varianten auch eine gleichmäßige
Aufteilung denkbar (lastabtragende Struktur mittig), aber auch die
lastabtragende Struktur innen, und die Wärmedämmung
außen.
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Wie
bereits erwähnt, werden bevorzugt Formsteine mit Nut- und
Federsystem verwendet. Insbesondere können Formsteine mit
Nut- und Federsystem mit einer Kammer gemäß den 16 bis 20 oder
mit vorzugsweise zwei Kammern 17, 4 verwendet
werden, wie dies beispielsweise den 21 bis 24 zu
entnehmen ist. Bei letzterer Konstruktion ist ein zweiter Ring 21 mit
Hohlräumen 17 ausgebildet, welcher nach der Montage
vor Ort mit schüttbarem Dämmstoff aufgefüllt
wird. Der Beton 4 wird in die anderen Hohlräume
radial außen eingefüllt. Die Gewichtseinsparung
gegenüber der Nichtringvariante ermöglicht ein
noch geringeres Bauteilgewicht bzw. bei gleichem Gewicht größere
Bauteilabmessungen.
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Im
besonderen können, wie bereits angesprochen, die Formsteine
mit Nut- und Federsystem zweiteilig ausgebildet sein, wie dies den 25 bis 28 zu
entnehmen ist. Diese Konstruktion ermöglicht grundsätzlich
die Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe, z. B. Wärmedämmstoff
für die Innenschale und z. B. Beton für die Außenschale
(Betonoberfläche, Waschbetonoberfläche ⇒ dadurch
bereits fertige Außenoberfläche möglich).
Ebenso ist hier das bereits angesprochene System mit zwei Kammern
gemäß den 21 bis 24 möglich.
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Die
Formsteine mit Nut- und Federsystem können, wie bereits
gesagt, insbesondere dreiteilig nach den 29 bis 32 ausgebildet
sein. Diese Konstruktion bietet den Vorteil, dass das Verbindungselement
ein eigenes Bauteil, ein Quersteg 28, ist, wodurch die
Teil-Formen für die Herstellung der Formsteine einfacher
gestaltet sind und leichter mit Stahlbewehrung bestückt
werden können. Ebenso ist auch hier das vorerwähnte
System mit zwei Kammern möglich.
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Hinsichtlich
der Abdichtung sei erwähnt, dass die Abdichtung an der
Innenseite durch Folien 2 (Foliensack), Bitumenbahnen,
Anstriche (Kunstharz, etc.), Bleche (Stahl, Edelstahl und Nichteisenmetalle),
Aufspritzen von Werkstoffen, Schleuderguss oder Blaskörper
(wie Kunststoffflasche), bzw. aus Kombinationen der eben erwähnten
Materialien erreicht werden kann. Die Abdichtung muss nicht zwingend die
gesamte Innenoberfläche des Pufferspeichers umfassen. Die
Deckelfläche kann auch weggelassen werden.
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Hinsichtlich
der Bodenplatte sei ferner erwähnt, dass die Bodenplatte
auf Grund ihrer Größe zweckmäßigerweise
vor Ort (vorwiegend aus Beton) hergestellt wird. Denkbar wäre
aber auch die Verwendung von Fertigteilen, soweit diese kostengünstig
transportiert werden können.
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Was
die Wärmedämmung über der Bodenplatte
betrifft, kann grundsätzlich hier jede Wärmedämmung
verwendet werden, die eine ausreichende Druckfestigkeit aufweist.
Vorzugsweise sollte jedoch ein Werkstoff verwendet werden, der selbst
kein Wasser aufnimmt, wie z. B. Schaumglas oder extrudiertes Polystyrol.
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Die
Formsteine selbst sind bevorzugt leichtgewichtige, leicht transportable,
vorgefertigte Wärmedämmwerkstoffe, wie z. B. – wie
bereits gesagt – aus Schaumglas, extrudiertem Polystyrol
oder Leichtbeton, und zwar in einer Ausführung entweder plan
(Verbindung dann z. B. mittels Kleber oder Mörtel), oder
in Nut-Feder-Ausführung, sowie in anderer diverser Steckverbindungs-Ausführung,
oder in einer Ausführung mit zusätzlichen Verbindungselementen. Zusätzlich
können die Formsteine die exakte Positionierung der für
den Beton notwendigen Bewehrung übernehmen, z. B. Fixierungshilfen
besitzen, wie Schlitze oder Klötze, was wiederum eine deutliche Zeitersparnis
bei der Montage mit sich bringt. Des Weiteren können die
Formsteine so ausgeführt werden, dass die Montage von Anbauteilen,
etc. einfach möglich ist, wie zum Beispiel der Anschluss
von Solarzellen auf der Außenhaut und/oder dem Dach des Pufferspeichers.
Die ein-, zwei- oder mehrteiligen Formsteine können auch
aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
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Als
Pufferspeicherformen kommen in Betracht: rund, eckig, oval, stehend,
liegend, sowie unterschiedliche Dachaufbauten. Aus statischen Gründen
ist grundsätzlich eine runde Form vorzuziehen, da sie eine
gleichmäßige Belastung des Mantels gewährleistet.
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Die
Wärmeentnahme bzw. Wärmezuführung erfolgt
direkt oder indirekt (über Wärmetauscher).
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Als
Einbausituation kommen in Betracht:
Eingebaut in Gebäude,
angebaut an Gebäude, komplett im Erdreich, freistehend,
Kombinationen der oben erwähnten Varianten (insbesondere
Erdreich und freistehend).
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Auch
kann ein separate Außenhaut vorgesehen sein:
Anstrich,
Putz, Glas, Holz und Holzwerkstoffe, alle Metalle, Kunststoffe,
Ton, Lehm, (kann auch komplett entfallen z. B. bei Einbau in Gebäude).
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Der
Pufferspeicher kann mit einem Zusatznutzen realisiert sein:
Verwendung
des Pufferspeichers als Träger für z. B. Solaranlagen
(Wärme und Fotovoltaik), auch direkt in Außenhaut
integriert, wenn Pufferspeicher zumindest teilweise im Freien. Ebenso
wäre eine zusätzliche lastabtragende Funktion
des Pufferspeichers denkbar (z. B. als Säule, Fundament
für ein Gebäude, wenn komplett im Erdreich).
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Der
Herstellungsablauf eines erfindungsgemäßen Pufferspeichers 1 vor
Ort im Bereich eines Wohngebäudes oder dergleichen ist
grundsätzlich wie folgt:
- – Herstellen
der Fundamentplatte
- – Versetzen der Hohlformsteine und gleichzeitiges Verlegen
der Bewehrung bis auf maximal mögliche Betonierhöhe
- – Ausgießen der Hohlräume mit Beton
- – Wiederholung der beiden vorgenannten Vorgänge,
bis gewünschte Höhe des Pufferspeichers erreicht
- – Herstellen der Kopf- bzw. Dachkonstruktion
- – Einbringen einer zusätzlichen Wärmedämmung am
Boden, falls gewünscht
- – Einbringen einer zusätzlichen Wärmedämmung am
Kopf, falls gewünscht
- – Einbringen der Abdichtung radial innen
- – Herstellen einer Außenhaut, falls gewünscht
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Die
Formsteine werden in einer Variante einer Arbeitsabfolge auf maximal
mögliche Betonierhöhe versetzt, und danach der
Beton eingefüllt. Denkbar ist es auch, die Formsteine in
einem Schritt bis auf die gewünschte Höhe zu versetzen,
und dann den Beton jeweils nur bis zur maximal möglichen Höhe
einzufüllen. Des Weiteren ist es auch möglich, den
Beton während des Versetzens der Formsteine, sowie deren
Bewehrung (falls erforderlich), einzufüllen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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