DE2503506A1

DE2503506A1 - Raumbegrenzungswand

Info

Publication number: DE2503506A1
Application number: DE19752503506
Authority: DE
Inventors: Jost Dipl Ing Dr Haenny
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1974-04-22
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE2503506B2; FR2268130B3; CH577081A5; ES434808A1; IT1031737B; BE828086A; FR2268130A1; NL158574B; NL7406474A

Description

P. 4792

Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz Raumbegrenzungswand

Die Erfindung betrifft eine Raumbegrenzungswand mit erhöhtem Wärmespeichervermögen, die mindestens eine wärmedämmende Schicht und mindestens eine wärmespeichernde, eine Flüssigkeit enthaltende Schicht aufweist.

Grosse wärmespeichernde Massen, wie sie infolge der dicken Mauern und der kleinen Fenster in alten Bauten vorhanden sind, bewirken bekanntlich einen Temperaturausgleich im Innern der daraus bestehenden Gebäuden, so dass auch an heissen Tagen im Sommer die Innentemperaturen nicht zu stark ansteigen und an kalten Wintertagen nicht zu stark abfallen. Bei heutigen Bauweisen lassen sich zwar die Wärmeverluste durch die Wände hindurch mit Hilfe von Isolationsschichten in ausreichendem Masse verringern; dadurch wird jedoch die Speicherfähigkeit moderner Bauwerke nicht wesentlich erhöht, da die üblicher-

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weise verwendeten Isolationsmittel keine grosse Wärmespeicherkapazität haben.

•Trotz geringer Wärme Verluste fehlt in modernen Bauten daher die ausgleichende Wirkung thermisch-träger Massen. Klimatische Störungen, wie z.B. Sonnenstrahlen oder Veränderung der Aussentemperatur übertragen sich somit mit wenigen Stunden Verzögerung auf die Innenräume.

Es sind daher Raumbegrenzungen bekannt, US-PS 3.299.589 und 3.450.192, in denen als Wärmespeichermedium Wasser enthalten ist, das zwischen Druckwänden in flexiblen Kunststoffbeuteln gelagert ist. Bei Verletzung der Kunststoff beutel besteht die Gefahr, dass der Wasserinhalt dieser bekannten Wände mindestens teilweise ausläuft und zu Wasserschäden in den angrenzenden Räumen führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Flüssigkeiten als Wärmespeichermedium enthaltende Wände zu schaffen, die auch bei Beschädigungen keine zu Schäden führenden Flüssigkeitsmengen verlieren.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Flüssigkeit in der wärmespeichernden Schicht durch physikalische Mittel praktisch auslaufsicher festgehalten ist. Derartige

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physikalische Mittel bestehen beispielsweise darin, dass die Flüssigkeit durch Kapillarkräfte in einem Trägermaterial, z.B. einem offenporigen Schaumstoff, in feinverteilter Form festgehalten ist, wobei zweckmässigerweise bausteinartige Elemente verwendet werden, deren Höhe auf die Kapillarkräfte in dem Trägermaterial abgestimmt ist. Ein weiteres Beispiel für physikalische Massnahmen ist das Abbinden des Wassers mit Hilfe einer gelbildenden Masse, ζIB. Gelatine, Leim, Agai-Agar oder Wasserglas. Um Flüssigkeitsverluste nach Möglichkeit zu vermeiden, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit in der Wand verdampfungsdicht eingeschlossen ist.

Weiterhin kann die Massnahme getroffen sein, die Fliessfähigkeit der Flüssigkeit durch Zusätze zu verändern^ ferner ist es vorteilhaft, .der Flüssigkeit gegebenenfalls einen Gefrierschutz zuzusetzen.

Die Wirkung der erfindungsgemassen Wand kann erhöht werden, wenn diese aus mehreren, in Richtung des Wärmeflusses hintereinanderliegenden, alternierend aus wärmedämmendem und wärmespeicherndem Material bestehenden Schichten aufgebaut ist. Die Modulation der Raumtemperatur durch die neuartige Raumbegrenzungswand lässt sich weiter verbessern, wenn als wärmespeichernde Flüssigkeit ein Stoff, bzw. ein Stoffgemisch ver-

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wendet wird, der bzw. das im Bereich der Komfort-Raumtemperatur von etwa 18 - 22°C eine Phasenumwandlung erfährt. Die Ausgleichswirkung zwischen Aussen- und Innentemperatur wird dadurch erhöht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Raumbegrensungswand nach der Erfindung;

Fig. 2 gibt ein Bauelement zum Aufbau einer solchen Wand wieder;

Fig. 3 zeigt schematisch ein Beispiel zur Herstellung eines Bauelementes nach Fig. 2;

In Fig. 4 ist eine Methode angedeutet, in welcher Weise ein Bauelement nach Fig. 2 mit einer Flüssigkeit gefüllt werden

Der in Fig. 1 gezeigte Wandquerschnitt besteht in dem gezeigten Beispiel aus zwei untereinander gleichartig aufgebauten Doppelschichtenj von aussen (a) nach innen (i) liegt hinter einer nicht dargestellten Schutzschicht gegen Witterungseinflüsse - z.B. einem Verputz oder einer Metallabdeckung - eine Isolationsschicht 1, die aus einem der gebräuchlichen Isolationsmaterialien bestehen kann.Diese Isolationsschicht, deren

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Dicke d-, im gezeigten Beispiel etwa doppelt so gross ist, wie diejenige d₂ der nachfolgenden, wärmespeichernden Schicht 2, hat die Aufgabe den Wärmefluss durch die Wand hindurch möglichst zu hemmen.

Die Schicht 2 besteht zu einem erheblichen Teil ihres Gewichtes aus einer wärmespeichernden Flüssigkeit mit relativ hoher Speicherkapazität. Als solche Flüssigkeit kann in erster Linie Wasser dienen; es ist jedoch auch möglich, eine andere Flüssigkeit - z.B. Glycerin oder wässrige Lösungen oder Mischungen - zu verwenden, oder das Wasser in gallertartigen Masse zu binden.

Selbstverständlich muss eine erfindungsgemässe Wand nicht unbedingt aus Doppe!schichten aufgebaut seinj es ist auch möglich eine wärmespeichernde Schicht beispielsweise mit zwei wärmedämmenden Schichten zu einer Wand zu vereinigen. Weiterhin kann selbstverständlich auch die Aufeinanderfolge der Speicherschicht 2 und der Isolationsschicht 1 von aussen nach innen vertauscht sein.

In vorteilhafter Weise lassen sich beide Schichten 1 und 2 beispielsweise aus - in Form und Grosse an die bekannten Bausteine angepassten - einzelnen Bauelementen aufbauen.

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Ein derartiges Bauelement (Fig. 2) besteht aus einem dünnwandigen Rahmen 8 aus einem wasserdichten und zumindest weitgehend gas- und/oder dampfundurchlässigen Kunststoff. Dieser Rahmen 8, der auf einer Seite durch einen Deckel 12 und auf der anderen Seite durch einm Boden 9, der aus dem gleichen Material wie der Rahmen bestehen kann, möglichst verdampfungsdicht verschlossen ist, ist gefüllt mit einer offenporigen Masse 6, z.B. einem Hartschaumstoff aus Polyurethan Deckel 12 und Boden 9 werden dabei beispielsweise auf den verbreiterten, oberen Rand 13 des Rahmens 8 aufgeklebt.

Für die Herstellung der Schaumstoffüllung kann der Rahmen in eine druckfeste Form 3 eingelegt werden, die mit einem Formdeckel· 4 (Fig.-3) verschlossen wird. Der Deckel 3 hat mehrere Oeffnungen 5 und 7, von denen die Oeffnung 5 zum Einspritzen des Schaummaterials 6 dient, während die durch das Schaummaterial 6 verdrängte Luft durch die Oeffungen 7 entweichen kann.

Ohne eine Flüssigkeitsfüllung kann dieses Bauelement für den Aufbau der wärmeisolierenden Schicht verwendet werden.

Soll das Element jedoch als Wärmespeicherelement der Schicht verwendet werden, so wird es mit einer Flüssigkeit 15 gefüllt; diese wird dabei durch Kapillarkräfte in dem offenporigen

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Schaumstoff 6 gehalten. Das Einbringen der Flüssigkeit 15 in die Poren des Schaumstoffes 6 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der mit Schaumstoff 6 gefüllte Rahmen in einen Behälter 10 eingelegt und mit der Flüssigkeit 15 überschichtet wird. Der Rahmen 8 kann dabei beispielsweise auf Vorsprüngen 11 des Behälters 10 abgestellt sein, der mit seinem sich trichterartig verengenden Unterteil in eine Leitung 14 übergeht, die zu einer nicht gezeigten Vakuumpumpe führt. Durch Absaugen der Luft aus den Foren des Schaumstoffes 6 wird die Flüssigkeit 15 in diese Foren nachgesaugt.

Auf diese Weise wird die Flüssigkeit im Gerüst des Schaumstoffes 6, wie erwähnt, durch Kapillarkräfte gehalten, ohne dass sie bei Verletzungen, beispielsweise durch Einschlagen von Nägeln, des den Schaumstoff umgebenden Gehäuses aus Rahmen 8, Boden 9 und Deckel 12 in nennenswerter Menge ausfliessen kann. Gegebenenfalls kann zur Erhöhung der Oberflächenspannung der verwendeten Flüssigkeit ein kapillarinaktiver Stoff, z.B. anorganische Salze bei Wasser, beigefügt werden. Ferner ist es möglich die Flüssigkeit in dem Schaumstoff durch gelbildende Zusätze zu verdicken.

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Nach dem Füllen mit der Flüssigkeit 15 wird der Rahmen 8, wie bereits erwähnt, mit Hilfe des Deckels 12 und des Bodens 9, die beispielsweise an den verbreiterten Rand 13 des Rahmens 8 angeklebt oder mit diesem verschweisst werden, verdampfungsdicht verschlossen. Wie Fig. 2 zeigt, ist dabei der Schaumstoff nicht vollständig mit Flüssigkeit 15 gefüllt, um ihre Ausdehnung bei Erwärmung zu ermöglichen.

Werden Rahmen 8, Boden 9 und Deckel 12 aus druckfestem Material hergestellt, so kann nach einer Variante der Erfindung die Flüssigkeit ohne ein Schaumstoffgerüst 6 mit Hilfe von Zusätzen - z.B. durch Gelatine, Leim, Agar-Agar oder Wasserglas - in Form einer gallertartigen, nichtauslaufenden, nicht formstabilen und nicht druckfesten Masse in dem Bauelement festgehalten werden.

Weiterhin lässt sich die Warmespeicherfähigkeit des Bauelementes erhöhen, wenn eine Flüssigkeit verwendet wird, die im Temperaturbereich von 18 - 22°C eine Phasenumwandlung erfährt, wobei die Umwandlungswärme in dem Element entweder ebenfalls gespeichert oder zusätzlich abgegeben wird;■eine solche Phasenumwandlung ist z.B. bei Glycerin, Acetophenon oder hydratisiertem Natriumchromat in dem gewünschten Temperaturbereich gegeben.

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Claims

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Patentansprüche

ί l.yRaumbegrenzungswand mit erhöhtem Wärmespeichervermögen, die mindestens eine wärmedämmende Schicht und mindestens eine wärmespeichernde, eine Flüssigkeit enthaltende Schicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in der wärmespeichernden Schicht (2) durch physikalische Mittel praktisch auslaufsicher gehalten ist.
2. Wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in der Wand verdampfungsdicht eingeschlossen ist.
3. Wand nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit durch Kapillarkräfte in einem Trägermaterial (6), z.B. einem offen - porigen Schaumstoff, in feinverteilter Form gebunden ist.
4. Wand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus bausteinartigen Elementen aufgebaut ist, deren Höhe auf die Kapillarkräfte in dem Trägermaterial (6) abgestimmt ist.
5. Wand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliessfähigkeit der Flüssigkeit mit ihr physikalisch und/oder chemisch reagierende Zusätze verändert ist.

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6. Wand- nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand aus mehreren, in Richtung des Wärmeflusses hintereinanderliegenden, alternierend aus wärmedämmendem (1) und wärmespeicherndem (2) Material bestehenden Schichten aufgebaut ist.
7. Wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wärmespeichernde Flüssigkeit ein Stoff bzw. ein Stoffgemisch verwendet wird, der bzw. das im Bereich der Komfort-Raumtemperatur von etwa 18 - 22⁰C eine Phasenumwandlung erfährt.
8. Wand nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmedämmende (1) und die wärmespeichernde Schicht (2) aus den gleichen Bauelementen besteht.

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