DE20315042U1

DE20315042U1 - Außenverkleidung von Dachflächen

Info

Publication number: DE20315042U1
Application number: DE20315042U
Authority: DE
Original assignee: Berty Rolf Dipl-Phys
Current assignee: Berty Rolf Dipl-Phys
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2013-08-27

Abstract

Thermisch wirksame Verkleidung von Dachflächen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die der Sonne zugewandte Seite von Dachflächen oder auf Teile dieser Flächen eine dünne, elektromagnetische Wellen reflektierende Schicht mit hoher elektrischer Spezifischer Leitfähigkeit aufgebracht ist.

Description

Der Gegenstand der Erfindung gehört in den Bereich der Hausinstallationen; hier: Dachflächen-Isolationstechnik.
Bekannt sind die physikalischen Prinzipien der Absorption, Reflexion und Transmission von elektromagnetischer Strahlung an Festkörpern. Insbesondere ist bekannt, daß ein Festkörper umsomehr elektromagnetische Wellen abstrahlen kann, je mehr er diese zu absorbieren in der Lage ist und umgekehrt. Sind die Festkörper in Gas oder Flüssigkeit eingebettet, müssen in Energierechnungen noch Konvektion und Wärmeleitung zwischen den Festkörpern und der Umgebung mit einbezogen werden.
Bekannt ist, daß Metalle kontinuierlich auf ihrer Oberfläche eintreffende Strahlung wie die des Sonnenlichtes in hohem Maße reflektieren. Dies gilt insbesondere für glatte, hochglänzende Flächen wie die von Stanniol/Aluminiumfolie. Bekannt ist ebenfalls, daß mineralische oder Kunststoff-Materialien, wie z. B. Ton oder Beton, wie zur Herstellung von Ziegeln verwendet, Sonnen-Einstrahlungen stark absorbieren und sich hierdurch erwärmen. Bekannt ist des weiteren, daß die von der Dach-Oberfläche reflektierte Sonnenstrahlung nicht mehr zur Aufwärmung der Dach-Abdeckung und des darunter liegenden Materials zur Verfügung steht.
Bekannt ist, daß Stanniol/Aluminium-Folien unterhalb der Steinwoll-Isolierung von Hausdächern zur Innenseite des umschlossenen Raumes hin angebracht werden. Diese zielen darauf ab, die Strahlung, die durch den aufgeheizten Haus-Innenraum entsteht, zurück zu reflektieren und Strahlungsverluste von innen nach außen zu reduzieren, so daß mittels Heizung im Winter bei vermindertem Heizmittel-Bedarf eine möglichst konstante Temperatur im Haus-Innenraum erzielt werden kann.
Bekannt sind Ganzmetall-Abdeckungen von Dächern und Dachabdeckungen aus Ziegeln mit glänzender/teilreflektierender Oberflächen-Glasierung.
Der in den Ansprüchen 1 – 10 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß eine unerwünschte Aufheizung des Haus-Innenraumes durch Sonnenenergie und die Abstrahlung von Wärme-Energie aus dem Haus-Innenraum nach außen reduziert werden soll.
Gleichermaßen wird durch die in den Ansprüchen 1 – 10 angegebenen Erfindung das Problem tangiert, die durch täglich und jahreszeitlich schwankende Sonneneinstrahlungen entstehenden thermischen und mechanischen Belastungen von Hauskonstruktionen zu reduzieren.
Herkömmliche Dachkonstruktionen bilden einen Konvektionsraum zwischen Dachabdeckung und Wärmedämmschicht aus. Gerade dieser gestaltet sich im Brandfall als nachteilig, indem er als Kamin für unter die Dachabdeckung gelangende heiße Gase wirkt. Hierdurch kann die besonders brandanfällige Lattung leicht angegriffen und zerstört, das Dach als Ganzes destabilisiert werden. Auch dieses Problem wird durch die Ansprüche 1 – 10 berührt.
Darüberhinaus wird durch die Ansprüche das Problem angesprochen, daß in bestimmten Wohnlagen hohe elektromagnetische Verseuchungen (EMV) abzuschirmen sind.
Der in den Ansprüchen 1 – 10 angegebenen Erfindung liegt das Problem der Verbesserung eines vorhandenen Blitzschutzes zugrunde.
Außerdem wird in den Ansprüchen 1 – 10 das Problem angesprochen, daß beträchtliche Investitions-Kosten durch erforderliche aktive Kühlmaßnahmen von Haus-Innenräumen zur Kompensation von unerwünscht hohen Energieeinträgen von außen entstehen.
Die aufgeführten Probleme werden durch die in Anspruch 1 und den Unteransprüchen 2 – 10 angeführten Merkmale gelöst.
Thermische Abschirmung. Herkömmliche, mit unbeschichteten oder mit glasierten Ziegeln oder Ähnlichem eingedeckte Dächer erzeugen abhängig von der Sonneneinstrahlung im direkt unterhalb der Eindeckung gelegenen Luftraum gegenüber der im Schatten bei freier Zirkulation gemessenen Außentemperatur beträchtlich erhöhte Lufttemperaturen. Im Gegensatz hierzu hat man vorteilhafterweise unter ansonsten gleichen Bedingungen an der entsprechenden Stelle bei erfindungsgemäßem Aufbau der Dachabdeckung eine nur unwesentlich erhöhte Lufttemperatur.
Dementsprechend wird insbesondere in heißen Jahreszeiten bei den erfindungsgemäßen Dachkonstruktionen gemäß den Ansprüchen 1 – 6 weniger Wärme über die Dachflächen in den Innenraum des Hauses geleitet. Denn es muß lediglich gegenüber der Schatten-Außentemperatur der frei zirkulierenden Luft isoliert werden und nicht gegenüber einer wesentlich erhöhten Temperatur der erhitzten Luft zwischen Dacheindeckung und üblicher Wärmedämmschicht, wie bei den herkömmlichen Dachkonstruktionen.
Umgekehrt isolieren die reflektierenden Flächen gemäß den Ansprüchen 1 – 6 das Hausdach auch gegen Energiefluß von innen nach außen durch eine geringere Abstrahlung von Wärmeenergie.
Reduzierung mechenischer Wechselbelastungen. Mit der Erfindung gemäß den Ansprüchen 1 – 6 erzielte Vorteile bestehen auch darin, daß bei Auftrag der reflektierenden Schicht auf der Sonnenseite jedes Ziegel-Körpers dieser selbst sich bei Sonneneinstrahlung wesentlich weniger aufheizt, als ohne reflektierende Schicht. Das Gleiche gilt auch für die unmittelbar darunterliegenden Baumaterialien. Diese sind bei wechselnden Sonneneinstrahlungs-Intensitäten entsprechend geringeren thermisch bedingten Ausdehnungs-Schwankungen unterworfen.
Als vorteilhafte Folgen hat man geringere Rißbildungen in den Ziegeln selbst, in Mauerwerk und Putz, sowie geringere Wechselbelastungen der mechanischen Verbindungen der Trägermaterialien (Gebälk/Eisenträger) durch tages- und jahreszeitlich wechselnde Sonnenwärme-Absorption zu verzeichnen.
Brandschutz. Bei herkömmlichen Schrägdach-Konstruktionen wird üblicherweise zwischen der unter der Lattung liegenden Wärmedämmung und der Dach-Abdeckung ein Raum von einigen Zentimetern frei gelassen. Dieser freie Raum dient dazu, die durch die Sonneneinstrahlung erhitzte Luft entlang der nach dem Gebäude-Innern liegenden Dacheindeckungs-Flächen von unten nach oben ausströmen zu lassen. Es handelt sich dabei im Wesentlichen eine flächige Konvektionsströmung, beginnend auf der Höhe der Regenrinne und fortgeleitet zu dem für diese Zwecke als "Lüfterfirst" offen ausgestalteten First.
Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß im Brandfalle der Konvektionsraum eine unerwünschte Kaminwirkung erzielen kann, wodurch sich gerade hier Feuer bevorzugt mit hoher Geschwindigkeit über die Holzkonstruktion, insbesondere über eine vorhandene Lattung ausbreiten und das Dach mechanisch destabilisieren kann. Denn die Lattung liegt im Konvektionsraum frei und kann von den heißen Brandgasen im Wesentlichen auch frei umströmt werden. Wenn man jedoch a priori eine Aufheizung des unter der Dachabdeckung liegenden Raumes verhindert, indem man die Absorption von Sonnenenergie erfindungsgemäß (Ansprüche 1 – 6) unterbindet, kann man auf den Konvektionsraum ganz oder zumindest weitgehend verzichten und die Dämmung praktisch bis an die Ziegel heranreichen lassen, wie die Ansprüche 9 und 10 angeben.
Hierdurch bleiben die gesamte Lattung und die Oberseiten und Zwischenbereiche des Gebälks gegen Feuer und Hitze weitgehend abgeschirmt. Selbst wenn in den unmittelbar unter dem Dach liegenden Wohn- oder sonstige Nutzräumen des Hauses ein Brand ausbrechen sollte, bleibt die Tragfähigkeit der Dachkonstruktion unbeeinträchtigt, denn insbesondere die anfällige Lattung wird allseits gegen Flammen und heiße Gase geschützt, weil sie mineralisch eingebettet ist und nicht mit strömenden heißen Brandgasen in Berührung kommt.
Unter Anwendung der Erfindung kann – im Gegensatz zu üblichen Anordnungen – ein Dach also so konstrukiert werden, daß jede Kaminwirkung, wie beschrieben, entfällt und dadurch die Gefahr der Destabilisierung bzw. Zerstörung der Dachkonstruktion im Brandfall vermindert wird.
Wenn die Abdeck-Elemente (Ziegel/Platten) einzeln mit Stanniol/Aluminium-Folie verkleidet werden, so daß keine insgesamt gasdichte Dachflächen-Abdeckung entsteht, bleibt der Effekt der Diffusionstrocknung der Dämmstoffe erhalten. Will man dennoch die Dämmstoffe nicht ganz an die Dachabdeckung heranreichen lassen, so kann man im Falle einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Dachaußenfläche gemäß den Ansprüchen 1 – 10 immer noch horizontal verlaufende mineralische Strömungs-Sperren gegen die im Brandfalle schädliche vertikale Konvektionsströmung einrichten, wie es bei herkörnmlichen Dachkonstruktinen nicht oder nur unter Inkaufnahme von Nachteilen möglich ist.
ABSCHIRMUNG "EMV". Bereits ohne galvanische Verbindung der einzelnen metallbeschichteten Ziegel gemäß den Ansprüchen 1 und 2 wirkt die Erfindung bei elektromagnetischen Strahlungen mit Wellenlängen unterhalb der doppelten Länge der Einzelziegel nach dem Prinzip des Faraday'schen Käfigs. Dadurch sind Abschirmungen der EMV bereits bei Amateurfunk-Wellenlängen ab 70 cm abwärts zu erreichen. Insbesondere trifft dies für Strahlungen im Frequenzband um 440 MHz zu, wie es für Funkfernsteuerungen angewendet wird. Speziell die Frequenzen, auf denen leistungsstarke Mobilfunknetze angesiedelt sind, werden durch die erfindungsgemäße Anordnung abgeschirmt. Hierdurch ist die Erfindung gemäß den Ansprüchen 1 – 8 besonders gut für Gebäude geeignet, in deren Nähe solche Funkanlagen betrieben werden.
Blitzschutz. Aufgrund desselben Effekts wird ein bestehender Blitzschutz der erfindungsgemäß abgeschirmten Gebäude erhöht, indem man, gemäß den Ansprüchen 7 und 8, alle leitenden Teilflächen galvanisch miteinander verbindet und erdet.
Geringer Investitionaufwand. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der reflektierenden Schicht ist durch kostengünstige, handelsübliche Stanniol-/Aluminium-Folie gegeben. Sie kann mit einfachsten Werkzeugen und ebenfalls handelsüblichem Kleber von Hand auf jeden einzelnen Ziegel aufgebracht oder bei der Ziegel-Herstellung automatisch konfektioniert und fertig ausgeliefert werden. Die Anbringung der Reflexionsschicht kann nicht nur vor Dacheindeckung, sondern auch noch nach derselben, also auf bestehenden Bauten oder sog. Altbauten geschehen. Sie kann von Dachdeckereibetrieben oder vom Bauherrn in Eigenleistung hergestellt werden.
Kostensparnis. Nach Kalkulation der erforderlichen und sich ergebenden Gesamtisolation kann die kostenaufwendige herkämmliche Isolation durch Steinwolle auf geringere Dicken reduziert werden, wenn eine erfindungsgemäße Reflexionsschicht auf die Dachaußenfläche aufgebracht wird. Auch können Klima-Anlagen zur Kühlung von Gebäude-Innenräumen entweder geringer dimensioniert werden oder ganz entfallen.

Claims

Thermisch wirksame Verkleidung von Dachflächen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die der Sonne zugewandte Seite von Dachflächen oder auf Teile dieser Flächen eine dünne, elektromagnetische Wellen reflektierende Schicht mit hoher elektrischer Spezifischer Leitfähigkeit aufgebracht ist.
Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht aus Aluminium oder Stanniol besteht.
Anordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht mit einem transparenten, luftabschließenden, wasserabweisenden Materialauftrag gegen Korrosion geschützt wird oder daß eine mit Metall beschichtete Kunststoff-Folie auf die Dach-Außenfläche aufgebracht wird.
Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht mit einem wasserunlöslichen Kleber auf Ziegel bzw. sonstige Eindeck-Materialien aufgeklebt wird.
Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht mechanisch fest haftend auf Ziegeln bzw. Eindeck-Materialien angerieben wird.
Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht auf den Ziegelkörper aufgalvanisiert wird.
Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusammenhängende Einzelflächen reflektierender Schichten miteinander galvanisch verbunden werden.
Anordnung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden, elektrisch leitenden Schichten mit der Gebäudeerdung verbunden sind.
Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der Dach-Abdeckung in den Dachaufbau eingelagerten Dämmstoffe die Zwischenräume der tragenden Konstruktion bis zur Unterfläche der Dacheindeckung durchgehend auffüllen.
Anordnung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgefüllten Zwischenräume nicht die gesamte Dachfläche einschließen, sondern nur in horizontal durchgehenden Teilbereichen des Daches streifenförmig angebracht werden.