DE2636196A1 - Vorgefertigtes bauelement, das an seinen einander gegenueberliegenden oberflaechen einrichtungen zum empfang und/oder zum ausstrahlen thermischer energie aufweist - Google Patents

Description

München, den 9.8.1976

2545/P

SUNLIPE S.p.A., Pordenone/Italien

Vorgefertigtes Bauelement, das an seinen einander gegenüberliegenden Oberflächen Einrichtungen zum Empfang und/oder zum Ausstrahlen thermischer Energie aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Torgefertigtes Bauelement, selbsttragender und wasserdurchlässiger Struktur, mit beachtlichen wärme- und schallisolierenden Eigenschaften, das an seien einander gegenüberliegenden Oberflächen Einrichtungen zum Empfang und/oder zum Abstrahlen thermischer Energie aufweist und das besonders dazu geeignet ist, wenigstens auf einer seiner Oberflächen Sonnenkollektoren aufzunehmen.

Bekanntlieh kristallisiert sich im Bausektor immer mehr der Trend zur Vorfertigung verschiedener, ein Gebäude bildender Elemente heraus, der sich von den Gebäudewänden bis zu den Gerätewänden erstreckt, die an einer oder beiden Oberflächen, alle Armaturem und Installationen für sanitäre und/oder Küchenanlagen enthalten, und die in ihrem Inneren das gesamte Wassernetz, das

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die geannten Einrichtungen untereinander verbindet, sowie auch die elektrischen Anlagen aufnimmt.

Es ist außerdem' festzustellen, daß sich die Anwendung der Sonnenenergie immer mehr verbreitet, die normalerweise durch flache Kollektoren als thermische Energie erfaßt und für verschiedene Verwendungen, die von der einfachen Erwärmung des Gebrauchswassers bis zur Heizung des Raumes reichen, in Innere des Gebäudes geleitet wird. Es ist denkbar, daß diese Verwendungsmöglichkeiten sich in naher Zukunft vermehren können: man kann zum Beispiel auch die.·Möglichkeit voraussehen, diese Energie zur allgemeinen Raumerwärciung zu verwenden.

Im Augenblick sieht die allgemeine Technik,die Verwendung von Auffangpaneelenjäes flactien Typs in verschiedener Größe vor, die eine in sich bekannte Struktur haben, und die es ermöglichen die Sonnenenergie direkt in thermische -Energie zu verwandeln, die dann mittels geeigneter Trägerflüssigkeiten und entsprechender Kreisläufe transportiert wird. Diese Platten,werden in schon bestehende Bauten wie Dächer, Terrassen, Außenwände eingesetzt. Es wurden verschiedene Lösungen untersucht, damit man Platten erhalte, die direkt und durch ihre Struktur auch die Deckoberfläche der Gebäude bilden können. Doch sind bis jetzt, sowohl aufgrund der Dachoberflächen, als auch wegen der Schwierigkeiten, die strukturelle Verbindung zwischen den einzelnen Platten untereinander und mit dem Rest des Gebäudes herzustellen, keine zufriedenstellenden Lösungen entstanden. Es wurden auch ganze Wände

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studiert,und realisiert, die es ermöglichen die, in _:ihrem ,..· ..-Inneren zirkulierende Luft zu erwärmen, die dann in den zu .· : ·.. erwärmenden Raum geleitet, wird, .. . ... ,, .,,-. .

Alle diese Systeme bringen verschiedene Mißstände-in der.... „ technischen Struktur und in der Anlage mit sich. Pur, gewisse . Anwendungen wird es klarerweise notwendig sein traditionelle Paneele zu verwenden, besonders wenn die Anlagen auf schon bestehende G-ebäudestrukturen aufgesetzt werden sollen, .. . ,._ ... Die vorhandenen Paneele v/eisen jedoch in ihrer .jetzigen Form erhebliche Mißstände auf: ihre Dimensionen und Formen müssen denen der Gebäudestrukturen angepaßt werden, auf die sie, ge-; setzt werden sollen, und das bringt oft schwierige und. nie optimale Lösungen mit sich; ihre Struktur .enthält einen schachteiförmigen Behälter, der nichtleitendes Material enthält, das die Auffangplatte für die Sonnenenergie vom Behälter selbst isoliert, eine durchsichtige Oberfläche - normalerweise aus Glas - ist über der Auffangplatte angebracht und dazu ein Element, das diese durchsichtige Oberfläche als Rahmen auf dem Behälter befestig Dieser enthält klarerweise geeignete Elemente für die Anbringung (Dichtungen). Aus dem Schachtelkörper treten die Versorgungsröhren für die Trägerflüssigkeit hervor, und es sind notwendigerweise Dichtungen zwischen den genannten:.· Röhren und dem Schachtelkörper vorgesehen. Wie. man leicht ersehen kann, sind die theismischen "Verluste jeden Paneels beachtlich, da der Schachtelkörper nur eine begrenzte Stärke hat, normalerweise aus Metall ist, und der Rahmen, trotz der.vorgesehenen thermischen Isolation eine ziemliche Wärmemenge nach außen leitete Die Dichtungen zwischen den Röhren und dem Schachtelkörper und zwischen der

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durchsichtigen Oberfläche und dem Rest des .Paneelkörpers ,sind oft unvollkommen.

Auch die Ausführung von Dachflächen, rai.t.--. selbsttragend en ,Paneelen ist auf verschiedene Weise versucht ,worde.n,.,doch treten., au.ch hier' verschiedene Mißstände auf,.sowohl was. den dimensionalen Gesichtspunkt bezüglich Paneel und Gebäudestruktur betrifft, als auch die Abdichtung.gegen den Regen zwischen den einzelnen Paneelen und diesen und der Mauerstruktur, sowie Schwierigkeiten mit Verbindungen, Montage, Erhaltung, Dauer der Dichtungen, Dichte u.s.v/. Außerdem sieht das jetzige System die. Anwendung kompletter Paneele auf einer wasserundurchlässigen Gebäudestruktur vor. Das bringt, sehr hohe Kosten mit sich, sowie^,,.. beachtliche Probleme für die Projektierung, die .Installation.und die Dauer. · ... .......

Die hier beschriebene Erfindung geht den obenerwähnten Mißständen dadurch aus dem Weg, daß sie die Verwendung vorgefertigter Elemente vorsieht, die geeignet sind sowohl Außenmauern als auch Dachoberflachen zu bilden.. . Sie.sind.selbsttragend und wasserundurchlässig. Die Konstruktionstechnik, dieser Elemente ist schon sehr fortgeschritten und verbreitet sich immer mehr. Es sind, schon ,vers-chie.dene .Lösungen.und,.....

Ausführungen sogenannter "ausgestatteter" Wände bekannt._:Diese werden auch schon verwendet. Die vorliegende Erfindung sieht, daher die Verwendung .einer_:vorgefertigten, selbsttragenden und wasserundurchlässigen Wand vor, die man besonders im Rahmen*. ' der Gebäudevorfertigung anwenden kann. Sie wird mit schon bekannt

Techniken ausgeführt und hat einen thermoakustisch.sehr hohen Isolationskoeffizienten. . ■. . .

'Man kann diese Wand zum Beispiel mit Außenoberflächen-aus mit Glasfiber verstärktem - Polyester herstellen, mit einem Innenkörper aus expandiertem Harz — wie expandiertes Polyuretan die Eüllmat eriaüen verschiedener Natur enthalten und/oder Verstärkungen.wie Glasfiber und ähnliche. Die hauptsächliche.. Eigenschaft der betreffenden Erfindung besteht darin, daß auf mindestens einer Oberfläche dieser vorgefertigten Wand mit schon bekannten Sechniken Elemente angebracht werden, die die Sonnenenergie auffangen und in thermische Energie umwandeln. Diese Elemente bestehen aus einer auf der.Sonnenseite angemessen behandelten Sonnenenergiekollektorplatte und aus einer Schutzplatte aus für Sonnenenergie durchlässigem Material, die ebenso mit bekannten Vorgängen auf genannter vorgefertigter Wand angebracht ist;-, diese Schutzplatte ist über der Sonnenenergiekollektorplatte .angebracht und wird wie in den traditionellen Sonnenkollektoren in angemessener Entfernung<von der Sonnenenergieköllektorplatte befestigt.

Die äußere Oberfläche der genannten vorgefertigten Wand kann flach .sein, oder auch Einbuchtungen verschiedener Dimension aufweisen, die den Kollektorplatten entsprechen, welche in die_ sem.Fall am Grund dieser Einbuchtungen angebracht werden. Die : durchsichtige. Deckschicht ist in. diesem --Fall auf gleicher .Ebene mit .der..Wand. , ... . .,- . ■ ...

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Dimension und Form dieser Wand sind veränderbar, um jeder projektion und "baulichen Notwendigkeit' zu' entsprechen. Die Regenwasserundurchlässigkeit ist' vollkommen und sicher; die Dichtung zwischen den Sonnenkollektor^ und'der'Wand ist .· sehr einfach und sicher, und wird mit wenigen und einfachen Elementen erhalten. Es können sich außerdem der Plan, die Disposition und die Farbe der Kollektoren ändern, was beachtliche ästhetische Vorteile mit sich bringt. Die Wand kann schon mit den Sonnenkollektoren konstruiert werden, man kann diese aber auch erst später daraufmontieren. Es ist außerdem jederzeit möglich die ^ahl der Kollektoren zu verändern, und das ermöglicht es die Eigenschaften der Wand je nach Bedarf, geographischer Position oder klimatischen Gegebenheiten zu ändern. Dieselbe Wand kann deshalb entweder nur Warmwasser für den Gebrauch liefern oder auch Warmwasser und gleichzeitig Heizung für die Räume. ' ■ . ■ ·■ Es ist auch möglich die fragliche Wand auf beiden entgegengesetzten Oberflächen zu bestücken, und zwar kann die Außenfläche mit Sonnenenergiekollektoren ausgestattet werden und die Innenfläche mit Abgabeelementen, wie Strahlplatten, Ventilkonvektoren u.s.w.

Die Wände dieses Typs werden außerdem Dimensionen haben, die" ' sowohl bezüglich der Projektierung, als auch bezüglich der Konstruktion und des Transportes besonders nützlich sein körinen man kann sie nämlich in Größen konstruieren, die besonders ;

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für den Transport mittels· Container geeignet sind. "'■''■ Eine andere Eigenschaft der betreffenden Wand "besteht darin, daß man in. sie Verbindungsröhren zwischen den verschiedenen· Sonnenkollektorelementen und den Verwendungselementenein- -" bauen kann, die gleichzeitig eine strukturelle Verstärfcungsf unkt ion für die Wand selber innehaben. -"·-··'.: Weitere Vorteile dieser" Art von Wand sind: ' ^;

- Leichtigkeit der Montage und !Demontage der Sonnenkollektorelemente;

~ strukturelle Unabhängigkeit zwischen den Kollektoren;■

- Möglichkeit, einen einzelnen (kaputten) Kollektor zu demontieren, ohne die anderen zu beeinträchtigen;

- Unabhängigkeit der Dimansionen und Formen der Kollektoren und den Formen und Dimensionen der Wand; ■ '.

- Beständigkeit des Erzeugnisses; ■ - - !

- geringere Produktions- Transport- und Installationskosten; Schließlich gibt es eine weitere eventuelle Verwendungsmöglichkeit für.diese Wand, und zwar könnte man Räume kühlen, indem man die Rückstrahlung gegen den Himmel mittels strahlender Elemente ausnutzt, die strukturell den Sonnenkollektoren ähnlich sind, und die bevorzugt an der ITordseite von Gebäuden angebracht werden^ollen. Dieses Phänomen ist besonders während der 'Nachtstunden in klimatisch besonders warmen Zonen bemerkbar. Die Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen eher aus der folgenden.Beschreibung hervor, in der man sich

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zur Vereinfachung, nicht aber einschränkend auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, von denen:

die Abbildung Nr. 1 eine geschnittene Ansicht eines 'Wandteiles in Beziehung mit einem Sonnenkollektorelement darstellt, "das an der flachen äußeren Oberfläche der Wand angebracht ist;~ " äie Abbildung Nr. 2 eine geschnittene Ansicht eines Wandteiies wie in Abbildung Nr, 1 'darstellt, in der die Schutzschicht für das Sonnenkollektorelement einen einzigen Körper mit dem Befestigungsrahmen bildet; ...

die Abbildung Nr. 5 eine geschnittene Ansicht wie in den Abbildungen· 1 und 2 darstellt, die die Stellung des Sonnenkollektorelementes in Einbuchtungen illustriert, die sich an der Außenoberfläche der Wand befinden; ' ' -■■■----die Abbildung Nr.-4 eine perspektivische Ansicht einer Vfend" mit flacher Außenoberfläche und vorragenden Sonnenkollektor elementen darstellt, wie'"man aus den Abbildungen Π und 2 ersehen kann; ' ' ""'."'-

die Abbildung Nr. 5 eine teilweise zergliederte perspektivische Ansieht einer Wand mit eingezwängten Sonnenkollektorelementen darstellt, wie aus Abbildung 3 hervorgeht;

die Abbildung Nr. 6 eine perspektivische Ansicht einer dreieckigen Wand darstellt; ' .· '■ - ' ·" ■ · · „

die Abbildung Nr. 7 eine perspektivische Ansicht einer Kuppel darstellt, die die Stellung der Sonnenkollektorelemente aufihrer runden Oberfläche illustriert; ' '"■ die-Abbildung Nr. 9 eine geschnittene Darstellung eines vor-

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gefertigten Gebäudes darstellt; . · · . - -die Abbildung Nr. 10 eine geschnittene Ansicht einer-unabhängigen Einheit für die -.Warmwasserproduktion darstellt, die -an einer Kollektorenwand y.om Typ dieser Erfindung-angebracht- ist; die Abbildung Nr. 11 eine geschnittene Ansicht einer Wan'] darstellt, die an ihrer Außenoberfläche Sonnenkollektorelemente. enthält und an ihrer Innenoberfläche Abstrahlungselemente (strahlende Platten);. ...... : . . _:il. -^e'- .-rv· ., -. ■'?' die Abbildung Nr. 12.eine perspektivische.Ansicht darstellt, die die Innenseite einer Wand-illustriert, welche mit einer Vorrichtung zur Ausstrahlung thermischer Energie vom Typ des Ventilkonvektors bestückt ist. , .-_;ρ.;--γ,:^;· : .·.. -..-.·■' -·.·-■ Wir machen darauf aufmerksam, daß-die Trägerflüssigkeit für die thermische ^nergi^aueh direkt von. der-Luft darges.te3.lt· werden "kann: in diesem Fall besteht die Kollektorplatte nur aus einer Metallplatte, die. gerippt ist. .-.-. _; ■-.- -··—._:. ...·>. -, ■·■;■· Alles oben Angeführte geht klar aus den Abbildungen hervor, ; sowohl was die Struktur, als auch was die Funktion betrifft. Zum leichteren Verständnis derselben wird im Folgenden eine ... begrenzte illustrative Darlegung gegeben. ;_ -. ...---.-.:.-Wir machen darauf aufmerksam, daß dieselben-Einzelheiten in den verschiedenen Abbildungen durch-dieselben ^ahlen gekennzeichnet. Sind. _-_ :·■■--;■■:.- Ya' ■■■' j --, r ■-·■ --·. ■- In den Abbildungen 1,2,und 3 sieht man den_rWandkörper. (1),. die Sonnenenergiekollektorplatte (2), die durchsichtige Schutzplatte (3); die Schrauben für die Anbringung(4·) der

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Platte (2) und der durchsichtigen Schutzplatte(3) an der Wand (1), die Versorgungaröhren (5) der Platte (2), die. , , Dichtungen (8). In der Abbildung-1 sieht man auch den Rahmen (7), der durch die besondere Gestalt der durchsichtigen Schutzplatte (3) vermieden werden kann, wie es in der Abbildung Nr. illustriert wird.

In den Abbildungen 1 und 2 bemerkt man außerdem die Kollektoren (9) die zusammen mit den Versorgungsröhren(5) im Inneren der Wandstruktur eingebaut sind. Zwischen die Kollektorplatte (2) und die Wand (1) kann eine dünne Schicht aus nichtleitendem Material (10) eingeschoben werden, die zum Beispiel auä

Glaswolle oder ähnlichem Material besteht.

Die Abbildungen 4»5,6,7 bedürfen keinder besonderen Erklärung. In der Abbildung Nr. 9 sieht man die V/ände 11 und 11^! der beschriebenen Art· als hervorgehobene Linie, während der Rest der Abbildung mit dünnen linien gezeichnet ist. Immer in derselben Abbildung sieht man einen Warmwasserspeicher, für sanitäre Anlagen (12) und einen Anlagenkörper (1$), der im Zentrum der vorgefertigten Gebäudestruktur, angebracht ist. An den Wänden 11 und 11'.sind einige Sonnenkollektorelemente mit dienen Strichen eingezeichnet. Andere Sonnenkollektorelemente sind mit dicken, unterbrochenen Strichen eingezeichnet. Diese graphische Unterscheidung illustriert klar die Aus- j dehnungs- und Vsränderungsmöglickkeiten der Kollektorenoberfläche, die man an den Wänden anbringen kann, die hier be- j

sprechen werden. · ' · *''

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In der Abbildung Hr. 10 ist eine Wand der betreffenden Typs (14) dargestellt, die an einer autonomen Warciwassereinheit angebracht ist, und die aus einer äußeren Schale (16) - zum -Beispiel aus Polyester - besteht und aus einer einteiligen Innenstruktur (19), die man zum Beispiel mit ausgedehntem März erhält, und die den Speicher (17) enthält« Die Innenstruktur kann auch Leerzonen (1.8) enthalten. Die Zahl (15) bezeichnet die Sonnenenergiekollektorelemente, die an der Wand (14) angebracht sind.

In Abbildung Fr. 11 enthält die Wand (1) an ihrer Außenoberfläche ein Sonnenenergiekollektorelement wie es in Abbildung Nr. 3 abgebildet 1st. An ihrer Innenfläche ist ein Ausstrahlungselement . für thermische Energie angebracht., das eine strahlende Platte en hält, die mit (20) numeriert ist.

In Abbildung Nr 12 sieht man einen Ventilkonvektor (21), der an der Innenfläche der Wand (22) angebracht ist. Mit unterbrochenen Strichen sind die Verbindungen zwischen Ventilkonvektor und Sonnenenergiekollektorelement dargestellt, das sich an der Außenfläche der Wand (22) befindet, und daher in der Abbildung nicht sichtbar ist.

Alles Beschriebene kann jedoch, wie wir schon in der Beschreibung klargestellt haben, verändert werden, ohne aus dem Rahmen der Erfindung und damit aus dem Schutzumfang der nachstenden Patentansprüche zu fallen.

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Claims (10)

1. Patentansprüche: ■ . '.

   /1. !Vorgefertigtes Bauelement, z.B. Außenwand oder Dach .für Ge-

   , dadurch gekennzeichnet, daß es an seinen einander gegenüberliegenden Oberflächen Einrichtungen zum Empfang und/ oder Abstrahlen thermischer Energie aufweist und besonders dafür eingerichtet ist um auf mindestens einer seiner Oberflächen Sonnenenergie einzufangen, daß es ferner selbsttragend ausgebildet und aus einem Material hergestellt ist, das gute wärme- und schallisolierende Eigenschaften hat, daß genanrrrtes Element wasserundurchlässig ist und daß auf mindestens einer seiner Oberflächen eine variable Anzahl von Sonnenenergiekollektoren (2, 15) angebracht sind.·
2. 2. Vorgefertigtes Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Element ("1, 11, 11', 22) befestigten Sonnenenergiekollektoren (2, 15) aus hohlen Platten bestehen, die auf ihrer Oberfläche angemessen behandelt sind und in deren Innerem eine für thermische Energie geeignete Trägerflüssigkeit fließt.
3. 3. Vorgefertigtes Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenenergiekollektoren (2, 15) mit Versorgungsröhren (5) für die Trägerflüssigkeit der thermischen Energie verbunden sind.

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4. 4. Torgefertigtes Bauelement nach den Ansprüchen 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsröhren (5) der._ Sonnenenergiek'ollektoren (2, 15) in Öffnungen oder Bohrungen, verlegt sind, die in dem Bauelement (1, 11, 11·, 22) vorgesehn sind.
5. 5. Vorgefertigtes Bauelement nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsröhrem (5) mit Rohren (9) verbunden sind, die ihrerseits eine Vielzahl von Sonnenenergiekollektoren untereinander und mit den die Energie abstrahlenden Heiz- bzw. Kühleinrichtungen (20, 21) verbinden.
6. 6. Vorgefertigtes Bauelement nach den Ansprüchen 1, 3, 4- und 5» dadurch gekennzeichnet, daß das aus den Rohren (51 9) bestehende Verbindungsnetz in das Bauelement eingelassen ist.
7. 7. Vorgefertigtes Bauelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenenergiekollektoreni (2, 15) auf der flachen Außenoberfläche oder in entsprechenden Einbuchtungen des Bauelements angeordnet sind.
8. 8. Vorgefertigtes Bauelement nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenenergiekollektoren (2,15) mittels Schutzplatten (3) abgedeckt sind, die für Sonnenenergie durchlässig sind. ^m ·

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9. 9. Vorgefertigtes Bauelement nach den Ansprüchen 1, 2, TI und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schutzplatte^ (3) und dem Bauelement bsw, einem die Schutzplatten umgehenden Rahmen (7) Dichtungen! (8) vorgesehen sind.
10. 10. Vorgefertigtes Bauelement nach Anspruch.1 ·und 9i dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzplatte (3) mit ihrem Rahmen (7) einen Teil (3') "bilden.