DE2714850A1

DE2714850A1 - Bauwerk, insbesondere wohnhaus

Info

Publication number: DE2714850A1
Application number: DE19772714850
Authority: DE
Inventors: Werner W Ing Grad Haase
Original assignee: HAASE WERNER W ING
Current assignee: HAASE WERNER W ING
Priority date: 1977-04-02
Filing date: 1977-04-02
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2714850C3; JPS53123533A; DE2714850B2; NL7803552A; FR2385861B1; FR2385861A1

Description

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch Patentanwälte Diplom-Physiker

*j Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honlce Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaltsakte: 43 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 789

49 711/B. 31. März 1977

Patentanmeldung

Architekt

Ing. grad. Werner W. Haase

Westring 9'\

425o Bottrop

Bauwerk, insbesondere Wohnhaus

Die Erfindung betrifft ein Bauwerk, insbesondere Wohnhaus,
bestehend aus einer Wanne als Gründungskörper und einem von der Wanne getragenen Baukörper.

In gleichem Maße wie der Energieverbrauch zunimmt, wird die Energieversorgung problematischer. Während abzusehen ist,
wann die Erdölvorräte sich erschöpfen, ist die Zukunft von
Kernkraftwerken insbesondere in der letzten Zeit ungewiß

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geworden. Aus diesem Grunde bemüht man sich in zunehmendem Maße, Sonnenenergie nutzbar zu machen, insbesondere-für die Versorgung von Wohnhäusern. Dazu werden bereits vereinzelt Wohnhäuser mit Sonnenkollektoren ausgerüstet. Die Sonnenkollektoren dienen zum Auffangen der Sonnenenergie, welche an Wärmespeicher weitergegeben wird. Von dort erfolgt die Versorgung beispielsweise einer Warmwasserheizung oder eines Dampferzeugers zum Antrieb eines Generators für die Stromerzeugung unter Zwischenschaltung einer Turbine. Mit derartigen Sonnenkollektoren ausgerüstete Wohnhäuser werden auch als Sonnenhäuser bezeichnet. Bei den bekannten Ausführungsformen handelt es sich um ortsfeste Wohnhäuser. Ortsfeste Wohnhäuser können jedoch nur beschränkt Sonnenenergie auffangen, weil die Sonnenkollektoren der wandernden Sonne nicht nachgeführt werden können. Aus diesem Grunde ist nur reduzierte Ausnutzung der Sonnenenergie möglich, die eine autarke Energieversorgung nicht zuläßt. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauwerk, insbesondere Wohnhaus, zu schaffen, welches sich durch extrem geringe Herstellungskosten und optimale Energie-Selbstversorgung auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Bauwerk und insbesondere Wohnhaus dadurch, daß der Baukörper als um eine vertikale Drehachse rotationssymmetrischer Baukörper mit im Bereich seiner Oberfläche Sonnenkollektoren ausgebildet und die Wanne mit einer Flüssigkeit zum Auf-

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schwimmen des Baulcörpers gefüllt und dem in der Wanne aufschwimmenden Baukörper ein Drehantrieb zugeordnet ist. Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß ein Sonnenhaus verwirklicht wird, dessen Sonnenkollektoren aufgrund des Drehantriebes für das Sonnenhaus der Sonne so nachgeführt werden können, daß sie stets in Richtung der einfallenden Sonnenstrahlen liegen. Dadurch wird unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Kollektorfläche ein optimales Auffangen von Sonnenenergie erreicht. Zwar kann man grundsätzlich auch daran denken, den Baukörper unter Verzicht auf eine mit Flüssigkeit gefüllte Wanne gleichsam auf einer Drehscheibe um eine vertikale Drehachse drehbar zu lagern, jedoch zeichnet sich eine Wanne mit einer Flüssigkeit zum Aufschwimmen des Baukörpers durch besonders einfache Bauweise aus, auch hinsichtlich dar Verwirklichung des Drehantriebs.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So empfiehlt die Erfindung, daß der Baukörper als Kugel oder Ellipsoid mit Schwerpunkt in der unteren Kugel- bzw. Ellipsoidhälfte und die Wanne als Halbkugel oder Halbellipsoid mit um ein vorgegebenes Maß größerem Durchmesser als die Kugel bzw. der Ellipsoid ausgebildet ist. Ein Baukörper in der Ausführungsform einer Kugel zeichnet sioh nämlich zunächst einmal durch eine besonders geringe Oberfläche aus, die auch nur geringe Herstellungskosten verursacht. Ähnliches gilt für einen Ellipsoid. Darüber hinaus sorgen die Halbkugel bzw. der Halbellipsoid als Wanne in Anpassung an den Baukörper für eine zwar ortsbewegliohe, jedoch stabilisierte Lagerung, zumal der Sohwer-

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punkt in der unteren Kugel- bzw. Ellipsoidhälfte liegt. Kugel wie auch Ellipsoid sind ferner in strömungstechnischer Hinsicht vorteilhaft, z. B. windschlüpfrig und lassen sich verhältnismäßig dünnwandig und aus wenigen Teilen herstellen. Vorzugsweise schließt die halbkugelförmige bzw. halbellipsoidförmige Wanne mit der Erdoberkante ab, ist also die Wanne in das Erdreich eingelassen. Weiter sieht die Erfindung vor, daß der kugelförmige Baukörper auseinanderschwenkbare Verdecksegmente und darunter in einem V-förmigen Einschnitt die Sonnenkollektoren aufweist, deren Kollektorflächen sich gegenüberliegen und als Kreisscheiben oder Mehrkantscheiben ausgebildet sind. Auf diese Weise erhält der Baukörper ein Verdeck, welches sich beispielsweise bei Regen, Schnee oder zur Nachtzeit zufahren läßt, so daß ein geschlossener Baukörper entsteht, dagegen bei Sonnenschein zum Auffangen der Sonnenenergie auffahren läßt. Grundsätzlich kann zwischen den Kollektorflächen eine Deoke als Basis des V-förmigen Einschnitts mit höhenverstellbaren Oberlichtern angeordnet sein. Der V-förmige Einschnitt ist erfindungsgemäß mittels Spannbügel oder -ringe überbrückt, worauf die Verdecksegmente verstellbar geführt sind. Im Bereich zwischen den auseinandergeschwenkten Verdecksegmenten und der Erdoberkante kann der kugelförmige Baukörper Bullaugen oder andere Belichtungs- oder Belüftungsöffnungen aufweisen, die für den erforderlichen Lichteinfall sorgen. Allerdings funktionieren auch die Kollektorflächen als Liohteinfall- und im übrigen Reflektionsfiächen. Liohteinfall erfolgt darüber hinaus über die Oberlichter in der gegebenenfalls vorgesehenen Deoke zwisohen den Kollektorflächen. Der

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Baukörper und insbesondere kugelförmige Baukörper ist vorzugsweise durch Zwischendecken oder abgestufte Ebenen in verschiedene Etagen unterteilt, in denen wiederum eine Unterteilung in verschiedene Wohnräume erfolgen kann. Zweckmäßigerweise besitzt der Baukörper bodenseitig eine Ballast- und Gewiehtsausgleiohskammer. Weiter sieht die Erfindung vor, daß der Baukörper als vertikale Drehaohse oder unabhängig von der vertikalen Drehachse ein oder mehrere zentrale Ver- und Entsorgungsrohre aufweist. Auf dem bzw. den zentralen Versorgungsrohren können ein oder mehrere Windrotoren angeordnet sein. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, daß der Baukörper von Ver- und Entsorgungsrohren auf dem Niveau der Erdoberkante umgeben ist. Zweckmäßigerweise ist zwischen Baukörper und Wanne eine Abdeckung aus z. B. durchsichtigem Kunststoff angeordnet und die Flüssigkeit in der Wanne an ein Überlauf- und Pumpensystem angeschlossen. Auf diese Weise läßt sich unschwer eine für den betreffenden Baukörper vorgegebene Eintauchtiefe in die Wanne aufrechterhalten. Das ist z. B. für den Eingang erforderlich, der stets auf dem Niveau der Erdoberkante bleiben sollte. Die Flüssigkeit kann Wasser oder eine andere Flüssigkeit mit höherem spezifischen Gewicht und erhöhten Gleiteigenschaften sein. Der Drehantrieb besteht erfindungsgemäß aus an dem Baukörper angebrachten Motoren und mit in die Flüssigkeit eintauchenden Schrauben, wobei die Motoren und Schrauben in Diagonal- oder Sternanordnung verteilt sind, damit umfangseitig des Baukörpers gleichmäßiger Drehantrieb erfolgt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zentral in der vertikalen Drehachse unterhalb des Baukörpers lediglich einen Motor mit Schraube anzuordnen. Der Baukörper weist zweckmäßigerweise einen auf dem Niveau der Erdoberkante liegen-

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den Eingang auf, wobei in den Eingang eine abklappbare Tür zum Überbrücken des Flüssigkeitsgrabens eingesetzt sein kann. Auch eine normale Tür und andere Türsysteme sind denkbar.

Vorzugsweise bestehen der Baukörper und/oder die Wanne aus Kunststoff oder Leichtmetall oder Stahl oder flüssigkeitsdichtem Beton mit oder ohne Bewehrung. Ferner können der Baukörper und/oder die Wanne innen- und/oder außenseitig mit einer flüssigkeitsdichten Haut, z. B. Kunststoffolie und darüber hinaus Wärmedämmungsmaterialien beschichtet sein. Baukörper und/oder Wanne sind nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung in Schalen., oder Gitterbauweise hergestellt .Es besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, den Baukörper und/oder die Wanne aus Fertigteilen oder in Ortbeton herzustellen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Bauwerk, insbesondere als Sonnenhaus ausgeführtes Wohnhaus, verwirklicht wird,das sich einerseits durch extrem niedrige Herstellungskosten auszeichnet, andererseits ortsbeweglich und stabil derart gelagert ist, daß es mittels eines Drehantriebes um eine vertikale Drehachse in Rotationsbewegung versetzt und folglich der wandernden Sonne nachgeführt werden kann. Auf diese Weise ist ein optimales Auffangen von Sonnenenergie gewährleistet, so daß eine totale Energie-Selbstversorgung erreicht werden kann. Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Bauwerk durch eine in strömungstechnischer Hinsicht vorteilhafte Ausführungsform aus, die auch in ästhetisoher Hinsicht befriedigt. Endlioh ist bei dem erfindungsgemäßen Bauwerk der Baukörper bergschäden- und erdbebensicher gelagert.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Bauwerk mit einem kugelförmigen Baukörper in Seitenansicht,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Frontansicht,

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 1 bei geöffneten Verdecksegmenten,

Fig. 4 einen Vertikalsohnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Vertikalsohnitt durch den Gegenstand nach Fig. 3,

Fig. 6 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 5·

in den Figuren ist ein Bauwerk, insbesondere ein als Sonnenhaus ausgeführtes Wohnhaus dargestellt, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einer Wanne 1 als Gründungskörper und einem von der Wanne 1 getragenen Baukörper 2 besteht. Der Baukörper 2 ist als um eine vertikale Drehachse j5 rotationssymmetrischer Baukörper mit im Bereich seiner Oberfläohe Sonnenkollektoren 4 ausgebildet, während die Wanne mit einer Flüssigkeit 5 zum Aufschwimmen des Baukörpers 2 gefüllt und dem in der Wanne 1 aufschwimmenden Baukörper ein Drehantrieb 6, 7 zugeordnet ist. Vorzugsweise ist der Baukörper 2 als Kugel, Zylinder oder Vieleck oder Ellipsoid, - auch eine Eiform ist denkbar - mit Schwerpunkt in der unteren Kugel- bzw. Ellipsoidhälte und die Wanne 1 als HaIb-

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kugel bzw. Halbellipsoid mit um ein vorgegebenes Maß größeren Durchmesser D als die Kugel bzw. der Ellipsoid ausgebildet. Die halbkugelförmige bzw. halbellipsoidförmige Wanne 1 schließt mit der Erdoberkante 8 ab. Sie kann aber auch darüber oder darunter liegen. Der Baukörper 2 weist in dieser Ausführungsform auseinandersprengbare Verdecksegmente 9 und darunter in einem V-förmigen Einschnitt die Sonnenkollektoren 4 auf, deren Kollektorflächen sich gegenüberliegen und als Kreisscheiben ausgebildet sind. Zwischen den Kollektorflächen kann eine Decke Io als Basis des V-förmigen Einschnitts mit höhenverstellbaren Oberlichtern 11 angeordnet sein. Der V-förmige Einschnitt ist mittels Spannbügel oder -ringe 12 überbrückt, worauf die Verdecksegmente 9 verstellbar geführt sind. Die Spannringe 12 können sich aus statischen Gründen über den gesamten Umfang des Baukörpers 2 erstrecken. Der Baukörper 2 weist im Bereich zwischen den auseinandergeschwenkten Verdecksegmenten 9 und der Erdoberkante 8 Bullaugen 13 auf und ist durch Zwischendecken 14 in verschiedene Etagen unterteilt. Bodenseitig besitzt der Baukörper 2 eine Ballast- und Gewichtsausgleichskammer 15· Als vertikale Drehachse 3 können ein oder mehrere zentrale Ver- und Entsorgungsrohre 16 vorgesehen sein. Auf einem oder mehreren der zentralen Versorgungsrohre l6 ist ein Windrotor 17 angeordnet. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Baukörper 2 von Ver- und Entsorgungsrohren 16 auf dem Niveau der Erdoberkante 8 umgeben ist. Zwischen Baukörper 2 und Wanne 1 ist eine Abdeckung l8 angeordnet, während die Flüssigkeit an ein nicht dargestelltes Überlauf- und Pumpensystem angeschlossen ist. Die Flüssigkeit 5 kann Wasser oder eine andere Flüssigkeit mit höherem spezifischen Gewicht und erhöhten Gleiteigenschaften sein. Der Drehantrieb besteht aus an dem Baukörper 2

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angebrachten Motoren 6 mit in die Flüssigkeit eintauchenden Schrauben 7, wobei die Motoren 6 und Sohrauben 7 in Diagonal- oder Sternanordnung verteilt sind. Der Baukörper 2 besitzt ferner einen Eingang 19 auf dem Niveau der Erdoberkante 8. In den Eingang 19 kann eine abklappbare Tür 2o zum Überbrücken des Flüssigkeitsgrabens 21 eingesetzt sein. Baukörper 2 und Wanne 1 bestehen aus Kunststoff oder Leichtmetall oder Stahl oder flüssigkeitsdichtem Beton mit oder ohne Bewehrung. Sie sind innen- und/oder außenseitig mit einer flüssigkeitsdichten Haut 22, z. B. Kunststoffolie beschichtet. Ferner können Baukörper 2 und/oder Wanne 1 in Schalen- oder Gitterbauweise bzw. aus Fertigteilen oder in Ortsbeton hergestellt sein.

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Claims

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Patentansprüche

lJ Bauwerk, insbesondere Wohnhaus, bestehend aus einer Wanne als Gründungskörper und einem von der Wanne getragenen Baukörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) als um eine vertikale Drehachse (j5) rotationssymmetrischer Baukörper mit im Bereich seiner Oberfläche Sonnenkollektoren (4) ausgebildet und die Wanne (1) mit einer Flüssigkeit (5) zum Aufschwimmen des Baukörpers (2) gefüllt und dem in der Wanne (1) aufschwimmenden Baukörper (2) ein Drehantrieb (6, 7) zugeordnet ist.
2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) als Kugel oder Ellipsoid mit Schwerpunkt in der unteren Kugel- bzw. Ellipsoidhälfte und die Wanne (1) als Halbkugel oder Halbellipsoid mit um ein vorgegebenes Maß größeren Durchmesser (D) als die Kugel bzw. der Ellipsoid ausgebildet ist.
3. Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die halbkugelförmige bzw. halbellipsoidfärmige Wanne (1) mit der Erdoberkante (8) abschließt.
4. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) auseinanderschwenkbare Verdecksegmente (9) und darunter in einem V-förmigen Einschnitt die Sonnenkollektoren (4) aufweist, deren Kollektorflächen sich gegenüberliegen und als Kreisscheiben oder Mehrkant-

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scheiben ausgebildet sind.
5. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kollektorflächen eine Decke (lo) als Basis des V-förmigen Einschnitts mit höhenver» stellbaren Oberlichtern (11) angeordnet ist.
6. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der V-förmige Einschnitt mittels Spannbügel oder -ringe (12) überbrückt ist und darauf die Verdecksegmente (9) verstellbar geführt sind.
7. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) im Bereich zwischen den auseinandergeschwenkten Verdecksegmenten (9) und der Erd» Oberkante (8) Bullaugen (I3) aufweist.
8. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) durch Zwischendecken (Ik) in verschiedene Etagen unterteilt ist.
9. Bauwerk nach einem der Ansprüohe 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) bodenseltig eine Ballast- und Gewichtsausgleichskammer (I5) aufweist.
10. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) als vertikale Drehachse (3) ein oder mehrere zentrale Ver- und Entsorgungsrohre (16) aufweist.

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11. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zentralen Versorgungsrohr (16) ein Windrotor (17) angeordnet ist.
12. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) von Ver- und Entsorgungsrohren (16) auf dem Niveau der Erdoberkante (8) umgeben ist.
13. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeiohnet, daß zwischen Baukörper (2) und Wanne (1) eine Abdeckung (l8) angeordnet und die Flüssigkeit (5) an ein Überlauf- und Pumpensystem angeschlossen ist.
14. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis I3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (5) Wasser oder eine andere Flüssigkeit mit höherem spezifischen Gewicht und erhöhten Gleiteigenschaften ist.
15. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb aus an dem Baukörper (2) angebrachten Motoren (6) mit in die Flüssigkeit (5) eintauchenden Schrauben (7) besteht und die Motoren (6) und Schrauben (7) in Diagonal- oder Sternanordnung verteilt sind.
16. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeiohnet, daß der Baukörper (2) einen Eingang (I9) auf dem Niveau der Erdoberkante (8) aufweist.

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17. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Eingang (I9) eine abklappbare Tür (2o) zum Überbrücken des Flüssigkeitsgrabens (21) eingesetzt ist.
18. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) und/oder die Wanne (1) aus Kunststoff oder Leichtmetall oder Stahl oder flüssigkeitsdichtem Beton mit oder ohne Bewehrung bestehen.
19. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) und/oder die Wanne (1) innen- und/oder außenseitig mit einer flüssigkeitsdichten Haut (22), z. B. Kunststoffolie beschichtet sind.
20. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis I9, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) und/oder die Wanne (1) in Schalen- oder Gitterbauweise hergestellt sind.
21. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper (2) und/oder die Wanne (1) aus Fertigteilen oder in Ortsbeton hergestellt sind.

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