DE2708128A1

DE2708128A1 - Fassadenelement fuer eine gebaeude- vorhangwand

Info

Publication number: DE2708128A1
Application number: DE19772708128
Authority: DE
Inventors: Ernst Nipp
Original assignee: Nipp & Co Ernst
Current assignee: Nipp & Co Ernst
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1978-08-31

Description

Fassadenelei.ient für eine Gebäude-Vorhangwand
Die Erfindung betrifft ein Fassadenelement für eine Gebäude-Vorhangwand, bestehend aus einem feuerbeständigen und wärmedämmenden Brüstungspanel mit einem innenseitig angeordneten, an eine ein Wärmetransportmedium führende Leitung angeschlossenen Wärmetauscher.
Vorhangwand-Fassadenkonstruktionen dieser Art sind vielfältig bekannt. Sie dienen insbesondere bei Stahl- und Stahlbeton-Skelettbauten dem Abschluß des Gebäudes nach außen. Die Aneinanderreihung gleichartiger Fassadenelemente (mit oder ohne aufgesetztem Fenster) erlaubt dabei eine rationelle Vorfertigung und Montage der Vorhangwand.
Es sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, Konstruktionselemente des Heizsystems in die Vorhangwand zu integrieren. Allgemein ist üblich, einen Heizkörper auf der Innenseite des Brüstungspanels anzubringen. Bei bekannten Vorhangwänden sind die einzelnen Heizkörper an ein zentrales Heißwasser-Versorgungssystem angeschlossen.
Der zunehmende Zwang zu energiesparenden Maßnahmen hat den Zug zur Ausnutzung der Sonnenenergie verstärkt. Es sind zahlreiche Vorschläge bekannt geworden, sogenannte Solarkollektoren insbesondere auf Gebäudedächern anzuordnen und mit dem zentralen Heizungs- und/oder Brauchwassersystem des Gebäudes zu verbinden. Bekannt geworden ist ferner eine Gebäudekonstruktion, bei der vor der Fassade ein Wärmetransportmedium führende Leitungen angeordnet sind. Diese Leitungen laufen über die Fassadenbreite durch, sind an ein zentrales Heizsystem angeschlossen und leiden überdies an dem Mangel, daß sie gegen konvektive Abgabe von aufgenommener Sonnenenergie nicht geschützt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sonnenenergie auch bei größeren, mit einer Vorhangwand ausgerüsteten Gebäuden als (zusätzliche)Wärmequelle nutzbar zu machen.
Ausgehend von der eingangs geschilderten Anordnung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der (innenliegende) Wärmetauscher mit einem weiteren, auf der Außenseite des Brüstungspanels angeordneten Wärmetauscher in Form eines Sonnenenergie-Kollektors (Solarkollektor) zu einem geschlossenen Wärmetauschsystem verbunden ist.
Diese Ausbildung ermöglicht eine technisch unkomplizierte, überschaubare und wenig störanfällige Konstruktion eines Sonnenenergie-(Zusatz-)Heizsystems. Sie ermöglicht aufgrund ihrer Dezentralisierung die vollständige fabrikmäßige Vorfertigung ohne zusätzliche Montagearbeiten am Bau.
Architektonischen Wünschen kann ohne weiteres dadurch Rechnung getragen werden, daß der Solarkollektor durch eine Fassadenglasscheibe abgedeckt wird. Eine energiereiche Strahlung durchlässige, aber konvektiven WärmeverlIiqt verhindernde Abdeckung des eigentlichen Kollektors ist ohnchin erforderlich; durch die Verwendung einer Fassadenglasscheibe wird die Integration des Sonnenkollektors in die Vorhangwand vollkommen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind der außenliegende Wärmetauscher Austreiber und der innenliegende Wärmetauscher Verdampfer eines Absorptionskühlkreislaufes wobei zwischen Brüstungspanel und außenliegendem Wärmetauscher der Kondensator des Absorptionskühlkreislaufes gegenüber dem außenliegenden Wärmetauscher wärmegedämmt, aber belüftet angeordnet ist. Auf diese Weise kann die hohe Sonnenenergie der warmen Jahreszeit ebenfalls - jetzt aber zur Kühlung des Gebäudeinneren - herangezogen werden.
Die Temperaturdifferenz zwischen dem sonnenbestrahlten außenliegenden Wärmetauscher (Austreiber) und dem abgeschatteten sowie zusätzlich belüfteten Kondensator reicht zum Antrieb eines Absorptionskühlkreislaufes aus. Dabei ist es vorteilhaft, daß das Wärmetauschsystem vom Heizkreislauf auf den Kühlkreislauf und umgekehrt umstellbar ist, wozu es lediglich einiger Mehrfachventile bedarf.
Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Fassadenelement im Teilschnitt und Einbauzustand; Fig. 2 in gleicher Darstellung eine Weiterbildun des Fassadenelements; und Fig. 3 eine gegenüber dem Maßstab der Figuren 1 und 2 verkleinerte, aufgeschnittene Perspektiv-Teilansicht einer mit erfindungsgemäßen Fassadenelementen aufgebauten Vortwangwand.
Das @@ ganzen mit 1 bezeichnete Fassadenelement weist ein @ lerbeständiges und wärmedämmendes Brüstungspanel 2 auf, welches gewissermaßen das 'Rückgrad' des l.lssadenelements bildet. Es ist in üblicher Weise innen- und außenseitig mit Platten oder Beschichtungen 3, 4 versehen und in eiiiem Rahmen 5 gehalten. Auf dem oberen Querholm des Rahmens 5 sitzt in den dargestellten Beispielen ein Fensterelemerst mit seinem Rahmen 6 und der Isolierglasscheibe 7 auf; es kann jedoch auch eine geschlossene Ausfachunq vorgesehen sein.
Außenseitig ist vor dem Brüstungspanel 2 in einem Rahmen 8 (der oberseitig die Ausbildung einer Sohlbank 9 hat) ein Wärmetauscher 10 in Form eines Solarkollektor vorgesehen, dessen Aufbau im einzelnen hier - weil bekannt - nicht beschrieben zu werden braucht.
Rückseitig, also gegenüber dem Brüstungspanel 2, und im Bereich der Schmalseiten ist der Wärmetauscher 1() durch eine Isolierung 11 wärmegedämmt. Seine freiliegende Außenseite ist durch eine Fassadenglasscheibe 12, bei der es sich auch um eine Isolierglasscheibe handeln kann, abgedeckt; diese ist ebenfalls im Rahmen 8 gehalten.
Auf der Innenseite des Brüstungspanels 2, also innerlldlb des Gebäudes, ist ebenfalls ein Wärmetauscher 13 angeordnet, welcher mit Hilfe der nur angedeuteten Leitune 14, 15 mit dem Wärmetauscher 10 in Verbindung steatit.
Die gerade im Winter (in unseren breiten) flach - et:i in Richtung des Pfeiles 16 - auf Gebäudefassalen auftreffende Sonne erwärmt das in den Rohrschlangen des Wärmetauschers 10 befindliche Wärmetransportmedium. Dieses gelangt infolge thermischen Antriebs über die Leitung 14 in den Wärmetauscher 13, gibt dort Wärme ab und fließt über die Leitung 15 in den Wärmetauscher 10 zur . Durch entsprechende ilöhenzuordnung der Wärmetauscher 10 und 13 kann die Wirkung des thermischen Antriebs intensiviert werden.
Die Pfeile 17 und 18 deuten den von der Wärmeabgabe des rmetauschers 13 angetriebenen Umluftstrom entlang dem Wärmetauscher 13 hinter einer Abdeckung 19 an. Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß die Zuluft einer zentralen, von der Vorhangwand unabhängigen Klimaanlage am Wärmetauscher 13 vorbeigeführt wird; in Fig. 1 ist angedeutet, daß solche Zuluft durch ein unterhalb der Geschoßdecke 20 angeordnetes Rohr 21 und eine auch den Estrich 22 durchsetzende Öffnung 23 gemäß dem Pfeil 24 eingeblasen wird.
In Fig. 2 sind diejenigen Bauteile, welche dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Auch die Funktion des Ausführungsbeispieles gem. Fig. 2 entspricht, wenn das Wärmetauschsystem (in der kühleren oder kalten Jahreszeit) im Heizbetrieb läuft, derjenigen des Ausführungsbeispieles gem. Fig. 1. Zusätzlich zu letzterem ist jedoch zwischen der Isolierung 11 des Wärmetauschers 10 und dem Brüstungspanel 2 ein Kondensator 25 für den Fall angeordnet, daß in der wärmeren Jahreszeit die Sonnenenergie zum Antrieb eines Absorptions-Kühlkreislaufes verwendet wird.
Der außenliegende Wärmetauscher 10 dient dann als Austreiber und der innenliegende Wärmetauscher 13 als Verdampfer eines solchen Kreislaufes, wobei letzterer dem Innenraum Wärme entzieht und eine Kühlluftströmung gemäß den Pfeilen 26, 27 antreibt.
Auch hier kann wieder vorgesehen sein, daß die erfindungsgemäße Kühlung nur zur Unterstützung und uwnit Entlastung sowie Wirkungsgraderhöhung einer zentralen Klimaanlage betrieben wird.
Mit Hilfe eines Stellgliedes 28 kann der Kondensator außer Betrieb gesetzt werden, wenn die Anlage im Heizbetrieb gefahren werden soll. In Fig. 2 ist durch gestrichelte Linien angedeutet, daß das Stellglied 28 einerseits ein Ventil 29 umstellt und andererseits Klappen 30, 31 im Rahmen 8 (einschließlich der Sohlbank 9) schließt, welche im Absorptions-Kühlbetrieb der Anlage die erforderliche Kühlung des vor Sonneneinstrahlung geschützt liegenden Kondensators gemäß den Luftströmungs-Pfeilen 33, 34 ermöglichen.
Fig. 3 veranschaulicht die Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Fassadenelemente zur Bildung einer Vorhangwand. Dabei ist es möglich, die Wärmetauschsysteme gleichartiger (d. h. in erster Linie gleichartig sonnenbestrahlter) Fassadenelemente 1 zu Gruppen miteinander zu verbinden.

Claims

Ansprüche 1. Fassadenelement für eine Gebäude-Vorhangwand, bestehend aus einem feuerbeständigen und wärmedämmenden Brüstungspanel und einem innenseitig angeordneten, an eine ein Wärmetransportmedium führende Leitung angeschlossenen Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (13) mit einem weiteren, auf der Außenseite des Brüstungspanels (2) angeordneten Wärmetauscher (10) in For eines Sonnenenergie-Kollektors (Solarkollektor) zu einem geschlossenen Wärmetauschsystem verbunden ist.
2. Fassadenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor (10) durch eine Fassadenglasscheibe (12) abgedeckt ist.
3. Fassadenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innenliegende Wärmetauscher (13) gegenüber dem außenliegenden Wärmetauscher (10) nach oben versetzt angeordnet ist.
4. Fassadenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der außenliegende Wärmetauscher (10) Austreiber und der innenliegende Wärmetauscher (13) Verdampfer eines Absorptions-Kühlkreislaufes sind, und daß zwischen Brüstungspanel (2) und außenliegendem Wärmetauscher (10) der Kondensator (25j des Absorptions-Kühlkreislaufes gegenüber dem außenliegenden Wärmetauscher wärmegedämmt, aber belüftet angeordnet ist.
5. Fassadenelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschsystem vom Heizkreislauf auf den Kühlkreislauf und umgekehrt umstellbar ist.
6. Fassadenelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Ventile (29) und Klappen (30,31) vorgesehen sind, welche durch ein gemeinsames Stellglied (28) gleichzeitig betätigbar sind.
7. Fassadenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschsystem mit gleichartigen Systemen benachbarter Fassadenelemente (1) zu Cruppen kuppelbar ist.