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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Klimatisierung
von Innenräumen,
wobei die Bezeichnung „Klimatisierung" in allgemeiner Form
zu verstehen ist, und sämtliche
das Raumklima betreffenden Faktoren umfassen, die die Befindlichkeit
der sich im Innenraum aufhaltenden Personen beeinflussen können, wie
insbesondere Sauerstoffgehalt, Feuchtigkeitsgehalt, Schadstoff-,
Staub- und Keimbelastungsgehalt der Raumluft, und sogar raumakkustische
Faktoren umfassen können.
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Mit
den größer werdenden
Bürogebäuden zeigen
sich bislang kaum bekannte Befindlichkeitsstörungen der darin arbeitenden
Menschen. Symptome wie Kopfschmerzen, Unkonzentriertheit, gereizte Augen,
allgemeines Unwohlsein und Abgeschlagenheit, häufige grippale Infekte und
Erkältungen
usw. sind hier anzuführen.
Mitunter verlieren betroffene Menschen über längere Zeit, teilweise oder
ganz, ihre Leistungsfähigkeit.
Der entstehende Volkswirtschaftliche Schaden ist beträchtlich
und die gesundheitlichen Auswirkungen auf die betroffenen Menschen
erheblich. Dieser Zusammenhang ist seit nunmehr gut 10 Jahren bekannt
und wird intensiv beforscht, wobei auf die einschlägigen Ergebnisse
von insbesondere aus Norwegen und Holland vorliegenden Langzeitstudien
verwiesen wird. Geringe Lichtintensität, Schadstoffemissionen des
Mobiliars usw., Staub- und Keimbelastung der Raumluft, ungünstige Raumakustik,
hohe CO2-Gehalte der Luft sowie abweisendes
Design und an oberster Stelle die trockne Raumluft stellen im Prinzip
beeinflussbare Ursachen dar, die bereits bei der Planung von Innenräumen berücksichtigt
werden müssen,
um die vorstehend genannten Krankheitssymptome zu vermeiden. Von den
vielen Faktoren wird eine zu trockene Raumluft als wichtigster Faktor
näher betrachtet:
Geringe relative Luftfeuchte unter 30 bedingt höheren Feuchteverlust bei den
Menschen und eine elektrostatische Aufladung von Staub. Diese beiden
Faktoren bedingen eine Reizung der Atemwege und der Schleimhäute da Staub
nicht absinken kann und schwebend in der Raumluft ver bleibt und
die trockene Luft den Schleimhäuten
Feuchtigkeit entzieht. Grippale Infekte und Erkältungskrankheiten sind die
folgen, außerdem
gereizte Augen bis hin zu Hautentzündungen. Eine wesentliche Ursache
für zu
trockene Raumluft liegt an der heizungsbedingten Temperaturerhöhung der
einströmenden
Außenluft.
Insbesondere im Winter ist dieser Effekt gegeben. Die in den Raum
geführte
kalte Frischluft mit geringer absoluter Feuchte erwärmt sich.
Dadurch erhöht
sich ihre Wasseraufnahmekapazität,
wodurch also die relative Luftfeuchte absinkt. Der für den Menschen
verträgliche
Wert von 30% relativer Luftfeuchte (gemäß Arbeitsstättenrichtlinie der VBG vom
1.1.1997) wird häufig
unterschritten. Der für
ein Behaglichkeitsgefühl
notwendige Wert von 40 bis 50% wird nur noch selten erreicht.
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Alle
derzeit bekannten technischen Maßnahmen zur Luftbefeuchtung
haben gravierende Nachteile. Zum einen benötigen die bekannten Luftbefeuchtungsgeräte für den Übergang
des flüssigen Wassers
in die Gasphase (Verdunstung) erhebliche Wärmeenergie, zum anderen besteht
eine meistens zu wenig beachtete oder bekannte, jedoch erhebliche
Gefahr einer Belastung der Raumluft mit gesundheitsschädlichen
Keimen und Bakterien. In zentralen Klimaanlagen lagern sich zudem
häufig
Legionellen an, welche beim Einatmen über Aerosole (feinste atembare
Feuchtetröpfchen
in der Luf) akut verlaufende Lungenentzündungen verursachen können und
daher ein äußerst ernst
zunehmendes Gesundheitsrisiko darstellen. Die Keime (Bakterien)
besiedeln die feuchten und warmen Bereiche vorbekannter Klimaanlagen
und werden auch durch diese mit dem Luftwechsel in die Innenräume gebracht.
Das gefährliche
und eigentlich tückische
an einer derartigen Legionellenbesiedelung ist, dass die Leitungen der
Klimaanlagen wenn überhaupt
nur schwer zugänglich
sind, und deshalb auch Legionellenkolonien schwer zu entdecken sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
für die
Klimatisierung für Innenräume zur
Verfü gung
zu stellen, die eine gesundheitlich unbedenkliche Steuerung und
Beeinflussung des Raumklimas gewährleisten,
und welche den menschlichen Bedürfnissen
im Hinblick auf das Raumklima gerecht werden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist eine
dezentrale und biologische Klimatisierungsvorrichtung vorgesehen. Die
Faktoren relative Luftfeuchte, Luftstaubreduzierung, die Lärmreduzierung
(besonders der Hochtöne von
elektrischen Geräten
wie Rechner, Drucker, Faxe u.ä.)
sowie das psychologische Wohlbefinden werden durch diese Vorrichtung
dauerhaft positiv verändert.
Erfindungsgemäß weist
die Vorrichtung eine mit vorzugsweise niedrig wachsenden Pflanzen flächig bewurzelbare,
vorzugsweise mehrschichtige Vegetationsmatte auf, welche vom Boden
des Innenraums in aufragender Bauweise, d.h. in senkrechter bis
nahezu senkrechter Bauweise angeordnet ist, und eine Bewässerungseinrichtung
für eine
automatisierte Versorgung der Pflanzenwurzeln in der Vegetationsmatte
mit Wasser vorgesehen ist.
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Dem
Prinzip der Erfindung folgend ist vorgesehen, dass die Vegetationsmatte
ein anorganisches, vor der Bepflanzung steriles Material aufweist. Ein
solchermaßen
geeignetes anorganisches, weitgehend steriles Material ist insbesondere
wichtig für die
Keimfreiheit der Luftbefeuchtung durch dieses System.
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In
Weiterführung
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung als frei stehendes,
den Raum aufteilendes Element mit einer beliebigen, vorzugsweise
kubischen äußeren Formgebung
aufstellbar ist und über
eine automatische Kreislauf-Bewässerung,
die bei Bedarf von Hand oder ebenfalls automatisch nachbefüllt wird,
versorgt wird.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist die Vorrichtung als auf dem Boden des Innenraumes
aufzustellendes Standgerät, und
insbesondere als Raumteilungselement für eine sowohl optische als
auch akustische Aufteilung des Innenraumes ausgebildet. Hierbei
ist die als Standgerät
bzw. Raumteiler ausgebildete Klimatisierungsvorrichtung von Vorteil
auf ihren äußeren Seitenwänden vollflächig bepflanzbar,
wobei die Klimatisierungsvorrichtung weiterhin eine obere äußere Seitenwand
als eine die Vorrichtung nach oben abschließende Deckelwandung aufweisen
kann, welche ebenfalls vollflächig
bepflanzt sein kann. Die auf dem Boden des Innenraums abzustellende
Klimatisierungsvorrichtung kann unterschiedliche Querschnittsformen
seines Gehäuses
besitzen; von Vorteil, da konstruktiv einfacher, sind rechteckige
Querschnittsformen mit unterschiedlichen Breiten der Seitenwände, so
dass die äußere Erscheinungsform
der Klimatisierungsvorrichtung die einer aufragenden Wand oder eines
aufragenden Quaders hat, denkbar sind aber auch mehreckige, rundliche
oder ovale Querschnittsformen, wobei die Klimatisierungsvorrichtung
in diesem Fall die äußere Erscheinungsform eines
Zylinders oder Rotationsellipsoids hat. Wichtig ist in jedem Fall
eine möglichst
große äußere Fläche der
Bepflanzung.
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Mit
der Erfindung gelingt es, eine zur Klimatisierung eines Innenraumes
geeignete Vorrichtung mit Pflanzen zur Verfügung zu stellen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist eine selbstständige, mit
Ausnahme des Sockelteils flächig
mit Pflanzen bewachsene Trennwand oder anderes geometisches Objekt
auf einem anorganischen, sterilen Trägermedium mit akustischer und
visueller Trennwirkung und Wirkung auf das Raumklima. An der Oberfläche ist die
erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung flächig bewachsen
und durchwurzelt, wobei kein organisches oder mineralisches Substrat
(Blähton, Erde
usw.) verwendet wird, wie dies in herkömmlichen Begrünungen der
Fall ist, sondern es wird ein anorganisches, steriles Material verwendet.
Eine Belastung der Raumluft durch bodenbürtige Pilzsporen oder Bakterien
(besonders Legionellen) ist aufgrund der Anordnung und Konstruktion
der Erfindung mit dem in senkrechter bis nahezu senkrechter Bauweise
angeordneten Vegetationsplatte sowie der Bewässerungseinrichtung für eine automatisierte
und gesteuerte Versorgung der Pflanzenwurzeln mit Wasser und der
Materialauswahl (insbesondere hinsichtlich der sterilen, anorganischen
Materialien), nicht gegeben.
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Zur
Luftbefeuchtung des Innenraumes wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
in dem Innenraum, wie beispielsweise ein Büroraum, platziert und befeuchtet
darin die Luft durch Evaporation und Transpiration der Pflanzen
und der Vegetationsmatte. Die Luftbefeuchtung erfolgt somit über Evapotranspiration,
also sowohl durch die Oberflächenverdunstung der
Trägermatte,
aber im Wesentlichen über
Transpiration der Pflanzen, wobei dieser Anteil von der Bauart und
der Pflanzenart abhängen
kann. Die Transpirationsleistung der Pflanzen hängt unter anderem auch von
der Beleuchtung ab, wobei für
die erfindungsgemäßen Zwecke
auch die in vielen Büroräumen zum
Einsatz gelangende künstliche
Beleuchtung ausreichend ist. Es sind somit keine zusätzlichen
oder besonderen Lichtquellen erforderlich, so dass in Abhängigkeit
der in den Innenräumen
herrschenden Lichtverhältnisse
unter Umständen
geeignete Pflanzenarten gewählt
werden können,
so dass in den meisten Anwendungsfällen kein zusätzlicher Aufwand
in Form von speziellen Leuchten geleistet werden muss.
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Allerdings
kann die von den Pflanzen abgegebene Transpirationsrate in Abhängigkeit
der zugeführten
Lichtmenge geändert
werden, so dass eine bedarfsgerechte Anpassung der Transpirationsmenge
durch eine Steuerung des Lichtangebotes, zum einen über Schattierung
(Reduzierung des einfallenden Außenlichtes) und zum anderen
durch gezieltes Belichten mit künstlichen
Lichtquellen erfolgen kann, wobei zu beachten ist, dass Pflanzen
Lebewesen sind und somit ein Mindestmaß an Assimilation ermöglicht werden
muss, um einen Degeneration der Pflanzen zu vermeiden.
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Durch
die aufragende Bauweise der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung
können diese
auch in Innenräumen
mit kleineren Platzangeboten genutzt werden, und eignen sich somit
auch für den
Einsatz Gebäuden
mit ungünstiger
Raumaufteilung bzw. beschränkten
Grundrissen.
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Ein
wesentlicher Vorteil der rein auf Pflanzenbasis arbeitenden Klimatisierungsvorrichtung
besteht darin, dass die bei der Evapotranspiration entstehenden
Wassertropfen so klein sind und bis zur möglichen Einatmung durch Menschen
nur so kurzfristig bestehen, dass eine Verkeimung unmöglich ist. Zudem
wirken die Pflanzen wie ein Filter und verhindern somit die Abgabe
von Krankheitskeimen, die sich im Wasser befinden könnten. Die
Verteilung der Luftfeuchte findet ohne verwirbelnde Technik statt. Dadurch
ist die Gefahr einer Legionellen-Ausbreitung nach bisher bestehendem
Wissensstand ausgeschlossen. Zudem wird das Wasser für die Versorgung
der Pflanzen nicht erwärmt
und die Vegetationsmatte trocknet mehrmals täglich oberflächig gezielt
ab, um die Bildung von Amöben
(Grundlagen der Legionellenbildung) oder Pilzen zu verhindern.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung
ist deren geringe Anfälligkeit
gegenüber
technischen Störungen.
Der Ausfall einer herkömmlichen
Klimaanlage erfordert den Einsatz eines Spezialisten, wobei eine
solche Anlage bis zur Reparatur außer Betrieb ist. Zwar kann
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eine Luftbefeuchtung durch Pflanzen auch gestört werden, ein Totalausfall ist
jedoch nur oder bei extremen Bedingungen (mehrtägiger Ausfall de Elektrik/
Bewässerung)
denkbar, wobei kleinere Störungen
von eingewiesenen Laien behoben werden können.
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Bei
der besonders bevorzugten konstruktiven Ausbildung der Erfindung
ist vorgesehen, dass die Vegetationsmatte in der Form einer ein
durchwurzelbares anorganisches Material für die Pflanzen aufweisenden
Wuchsschicht auf einer vom Boden des Innenraums aufragend angeordneten
Trägerplatte befestigt
ist. Von besonderem Vorteil erfolgt die Befestigung der Vegetationsmatte
auf der Trägerplatte vermittels
einem Klebe-, Haft- oder Haltemittel. Das Klebe-, Haft- oder Haltemittel
ist hierbei insbesondere gegenüber
Wasser und Wurzelsäure
fest, und sorgt für
einen ausreichend sicheren Halt der Vegetationsmatte auf der Trägerplatte.
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In
weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trägerplatte
mit daran befestigter Vegetationsmatte zusätzlich durch ein Halte- und Stützgerüst abgestützt ist,
und das Schutz-,Halte- und Stützgerüstes vermittels
einer Halterung auf einem am Boden des Innenraums abzustellenden
Sockelteils abgestützt
und gehalten ist. In anderen Bauweisen kann kann das Haltegerüst direkt
durch die Trägerplatte
hindurch am Traggerüst
befestigt werden. Der Sockelteil weist einen Wasserbehälter zur Aufnahme
von Wasser auf, wobei die Bewässerungseinrichtung
zumindest eine mittels einer Pumpe mit dem Wasser gespeiste Bewässerungsleitung
besitzt, welche zur Vegetationsmatte führt. Von Vorteil erfolgt die
Versorgung der Pflanzenwurzeln in der Vegetationsmatte mit Wasser
durch Tropfbewässerung, und überschüssiges Wasser
strömt
durch Schwerkraft in mit horizontaler Mattenverteilung den Wasserbehälter zurück. Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass die Bewässerungseinrichtung einen der Vegetationsmatte
zugeordneten Feuchtigkeitssensor aufweist, der vermittels einer
der Pumpe der Bewässerungseinrichtung
zugeordneten Steuerschaltung selbsttätig die Wasserversorgung der
Vegetationsmatte steuert.
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In
den Unteransprüchen
sind weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung angegeben.
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Weitere
Zweckmäßigkeiten,
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine schematische Schnittansicht
eines Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung;
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2 und 3 schematische Ansichten von weiteren
Ausführungsbeispielen
der Erfindung mit einer wandförmigen
Erscheinungsform der Klimatisierungsvorrichtung, welche als Raumteilungselement in
einem Büroraum
Anwendung finden; und
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4 eine schematische Darstellung
eines weiteren Ausführungsbeispieles
der Erfindung mit einer wandförmigen
Erscheinungsform der Klimatisierungsvorrichtung, welche als Verkleidung
vor einer Innenwand eines Gebäudes
Anwendung findet.
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Die
in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung
zeigen eine Vorrichtung 15 zur Klimatisierung eines Innenraumes 16 mit Pflanzen 8 als
Klimatisierungsmedium, wobei die Vorrichtung 15 eine mit
niedrig wachsenden Pflanzen flächig
bewurzelbare Vegetationsmatte 7 aufweist, welche vom Boden 17 des
Innenraums in aufragender Bauweise, d.h. in senkrechter oder wenigstens nahezu
senkrechter Bauweise angeordnet ist, und eine Bewässerungseinrichtung
mit Einzelbestandteilen 1, 2, 3, 10, 11 für eine automatisierte
Versorgung der (in den Figuren nicht näher dargestellten) Pflanzenwurzeln
in der Vegetationsmatte 7 mit Wasser 18 aufweist.
Die Vegetationsmatte 7 weist ein anorganisches, steriles
Material auf. Die Vorrichtung 15 ist als auf den Boden 17 des
Innenraumes 16 aufzustellendes Standgerät, und insbesondere als Raumteilungselement
für eine
sowohl optische als auch akustische Aufteilung des Innenraumes 16 ausgebildet.
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Die
als Standgerät
bzw. Raumteiler ausgebildete Klimatisierungsvorrichtung 15 ist
zumindest auf ihren äußeren Seitenwänden 19, 20 vollflächig bepflanzt
und weist eine obere äußere Seitenwand 21 auf,
welche ebenfalls vollflächig
bepflanzt ist.
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Die
Vegetationsmatte 7 ist in der Form einer ein durchwurzelbares
anorganisches Material für
die Pflanzen aufweisenden Wuchsschicht auf einer vom Boden des Innenraums
aufragend angeordneten Trägerplatte 5 befestigt,
wobei die Befestigung der Vegetationsmatte 7 auf der Trägerplatte
vermittels einem Klebe- oder Haftmittel 6 erfolgt und die
Vegetationsmatte 7 bzw. die Trägerplatte 5 mit daran
befestigter Vegetationsmatte 7 durch ein Halte- und Stützgerüst 4 abgestützt ist,
und das Halte- und Stützgerüst 4 vermittels
einer Halterung 22 auf einem am Boden 17 des Innenraums 16 abzustellenden
Sockelteils 9 abgestützt
und gehalten ist.
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Das
Sockelteil 9 weist einen Wasserbehälter 11 zur Aufnahme
von Wasser 18 auf, und die Bewässerungseinrichtung weist eine
mittels einer Pumpe 2 mit dem Wasser gespeiste Bewässerungsleitung 3 auf,
welche zur Vegetationsmatte 7 führt. Die Versorgung der Pflanzenwurzeln
in der Vegetationsmatte 7 mit Wasser erfolgt durch Tropfbewässerung
bzw. über
eine Drainschicht 10 für
die Wasserverteilung in der Vegetationsmatte 7, wobei überschüssiges Wasser
durch Schwerkraft in den Wasserbehälter 11 zurückströmt. Die
Bewässerungseinrichtung
weist einen der Vegetationsmatte 7 zugeordneten Feuchtigkeitssensor 13 auf,
der vermittels einer der Pumpe 2 der Bewässerungseinrichtung
zugeordneten Steuerschaltung 14 selbsttätig die Wasserversorgung der Vegetationsmatte 7 steuert.
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Insbesondere
bei höheren
Bauweisen der Vorrichtung 15 kann die Vegetationsmatte 7 zur
Verstärkung
gegenüber
mechanischen Belastungen oder aufgrund von außen einwirkenden Kräften bereits
vor der Durchwurzelung mit einem Schutzgitter 12 versehen
sein, das über
Schraubhaken mit der Trägerplatte 5 ver bunden
ist und vollkommen überwächst. Das
Schutzgitter 12 ist lediglich bei der in 4 dargestellten Ausführung gezeigt, kann aber auch
bei den anderen Ausführungsbeispielen
vorgesehen sein.
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In
den 1 bis 4 sind unterschiedliche Ausführungen
bzw. Anwendungen der Erfindung dargestellt, wobei sich identische
Bezugsziffern auf identische Merkmale beziehen. Das in 1 in schematischer Schnittansicht
dargestellte Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung
hat eine auf den Außenwänden ganzflächig und allseitig
bewachsene Bepflanzung, und eignet sich als Raumteilungselement
in einem Büroraum.
Die in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele
der Erfindung haben ebenfalls eine wandförmige Erscheinungsform der
Klimatisierungsvorrichtung, und finden ebenso als Raumteilungselemente
in einem Büroraum
Anwendung. Das in 4 schematisch dargestellte
Ausführungsbeispiel
der Erfindung hat eine wandförmige
Erscheinungsform der Klimatisierungsvorrichtung mit einer nur auf
einer Außenwand vorgesehenen
Bepflanzung 8, und kann daher als Verkleidung vor einer
Innenwand I eines Gebäudes Anwendung
finden.
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- 1
- Netzteil
- 2
- Pumpe
- 3
- Bewässerungsleitung
- 4
- Halte-/Stützgerüst
- 5
- Trägerplatte
- 6
- Klebe-/Haftmittel
- 7
- Vegetationsmatte
- 8
- Pflanzen/Bewuchs/Vegetation
- 9
- Sockelteil
- 10
- Drainschicht
für Wasserverteilung
- 11
- Wasserbehälter
- 12
- Schutzgitter
- 13
- Feuchtigkeitssensor
- 14
- Steuerschaltung
- 15
- Vorrichtung
- 16
- Innenraum
- B
- Boden
- 17
- Wasser
- 19,
- 20,
21 Seitenwände
- 22
- Halterung