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Beheizungs- und Drainagesystem für der Witterung
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ausgesetzten Flächen
Die Erfindung betrifft ein Beheizungs-
und Drainagesystem für der Witterung ausgesetzte Flächen, wie dem öffentlichen Verkehr
zugängliche Plätze, Wege und dergleichen und insbesondere für Sportplätze, Plätze
zur Freizeitgestaltung und ähnliche.
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Die Freiflächenbeheizung von Stadien bzw. anderen Sportstätten erfüllt
drei Funktionen: 1. Sie soll die Drainage eisfrei halten.
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2. Sie soll das Spielfeld schneefrei halten bzw.
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schneefrei machen.
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3. Sie soll Wasser, das durch den dichten Rasenbewuchs nicht absickert,
verdunsten lassen.
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Es ist bereits bekannt, Plätze mit elektrischen Heizmatten auszustatten,
die unterhalb der Oberfläche verlegt werden. Solche Heizmatten dienen zum Frostfreihalten
und'Abtauen von Sportplätzen, Eingangsplattierungen, Straßen und öffentlichen Plätzen.
Nachteilig sind hierbei aber einmal die hohen Installationskosten und zum zweiten
die Verwendung von teurer elektrischer Energie.
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Weiterhin ist es bekannt, Plätze, insbesondere mit
Rasen
bewachsene Plätze, mit einem Drainagesystem auszustatten. Die bekannten Drainagesysteme
haben den Nachteil, daß sie nur zur Abführung von Wasser geeignet sind und daß daher
zur Berieselung von mit Rasen bewachsenen Plätzen in Trockenzeiten ein zusätzliches
System oberhalb der Erdoberfläche vorhanden sein muß.
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Insgesamt sind die bekannten Lösungen also aufwendig und hinsichtlich
der Abführung von Regen- oder Tauwasser ist die Wirkung nicht ausreichend, da das
Einsickern des Wassers einen großen Zeitraum in Anspruch nimmt, so daß beispielsweise
Sportplätze bei plötzlichen Regenfällen oder starkem Schneefall trotz der vorhandenen
Heizeinrichtungen unbespielbar werden können.
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Wird eine der herkömmlichen Anlagen, bei denen das Heizungssystem
dicht unterhalb der Grasnarbe und mit relativ großem Abstand zum tiefer liegenden
Drainagesystem verlegt ist, wegen der hohen Kosten nur im Bedarfsfall kurz vor der
Benutzung des Platzes in Betrieb genommen, so erfolgt eine schockartige Beheizung
der oberen Erdsicht. Dies führt zu einer Schädigung der Wurzeln des Rasens und führt
bei
starkem Frost und hoher Schneelage, da der Boden im Bereich
der Drainage noch gefroren ist und das Tauwasser nicht abfließen kann, zu einer
Morastbildung.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, auf besonders wirtschaftliche und einfache
Weise die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein System zu schaffen, welches
sowohl ein Auf- oder Abtauen von Schnee und Eis sowie ein Verdunsten von Oberflächenwasser
auf Plätzen bewirken kann, als auch ein Absaugen von Wasser und eine unterirdische
Berieselung, die in Sommerzeiten auch während des Spieles durchgeführt werden kann
und einen elastischen Boden gewährleistet, vornehmen kann. Das Absaugen soll dabei
besonders schnell gehen, um Sportplätze unter allen Bedingungen bespielbar zu machen.
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Das erfindungsgemäße System soll weiterhin besonders einfach auf den
Spielfeldern verlegbar sein, so daß diese innerhalb kürzester Zeit, z. B. zwei Wochen,
wieder bespielbar sind. Die Unterhaltungskosten des erfindungsgemäßen Systems sollen
ebenso gering sein, die die benötigten Heizungskosten, wodurch die Anlage besonders
umweltfreundlich wird,
da eine Energieverschwendung vermieden wird.
Die niedrigen Unterhaltungskosten sollen eine ständige Beheizung während der Wintermonate
zulassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unterhalb der
Oberfläche als Heizungssystem 2 ummantelte Rippenrohre, die mit einem oberhalb der
Erdoberfläche verlegten Leitungssystem aus denselben ummantelten Rippenrohren einen
geschlossenen Kreislauf bilden, und als Drainagesystem Rohrleitungen verlegt sind,
bei denen mindestens ein Teil des Umfangs mit Öffnungen versehen ist und die zwischen
zwei Sammlern verlaufen, wobei an mindestens einem Ende des einen Sammlers eine
Pumpe zum Absaugen und Einpumpen von Wasser vorhanden ist und ebenfalls an mindestens
einem Ende des anderen Sammlers Ventilmittel zum Öffnen und Absperren desselben
gegenüber der Atmosphäre vorhanden sind.
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Das für das Beheizungssystem verwendete ummantelte Rippenrohr, dessen
Verwendung für das Beheizungs-und Drainagesystem-geschützt werden soll, besteht
vorteilhaft aus einem innen liegenden schwarzen Kunststoffschlauch mit auf der Oberfläche
des Schlauches in Längsrichtung verlaufenden Rippen und
einer äußeren,
durchsichtigen Kunststoffummantelung.
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Mittels einer Pumpe wird in dem innenliegenden Kunststoffschlauch
ein wärmeübertragendes Medium umgepumpt.
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Das ummantelte Rippenrohr arbeitet nach dem Treibhausprinzip. An Tagen
mit erheblichen Minustemperaturen, die in unseren Breitengraden erfahrungsgemäß
wolkenlosen Himmel haben, wird innerhalb des oberhalb der Erdoberfläche verlegten
Teils des Heizungssystems die Sonnenwärme durch den durchsichtigen Mantel aufgenommen
und das stark wärmeabsorbierende, innen liegende Rohr erwärmt. Mittels des umgepumpten
wärmeübertragenden Mediums wird diese aufgenommene Wärme zu dem im Erdboden verlegten
Teil des Heizungssystems transportiert und an den Boden abgegeben.
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Wegen seiner hohen Wärmekapazität und seiner niedrigen Kosten wird
als wärmeübertragendes Medium vorteilhaft Wasser verwendet, dem zur Erniedrigung
seines Gefrierpunktes Glykol oder ein anderes geeignetes Frostschutzmittel zugesetzt
ist.
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Das Heizungssystem wird vorteilhaft an eine an sich
bekannte
Wärmepumpe angeschlossen, die der Luft, dem Erdreich, dem Grundwasser oder einem
fließenden Gewässer Wärme entzieht. Die Wärmepumpe ermöglicht eine Beheizung ohne
direkte Benutzung fossiler Brennstoffe und gewährleistet eine zuverlässige Beheizung
des Platzes für den Fall, daß die durch den oberirdisch verlegten Teil des Heizschlauchsystems
aufgenommene Wärme wegen mangelnder Sonneneinstrahlung nicht ausreicht.
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Die Rohre des Dreinagesystems weisen vorteilhaft an ihrer oberen Umfangsfläche
Schlitze auf, wodurch die zur Wasserab- oder Zuführung dienende Ö.ffnungsfläche
genügend große gestaltet wird und aus wirtschaftlichen Gründen können die Rohre
aus Kunststoff, insbesondere PVC bestehen.
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Um eine vollständige Entwässerung auch der Mitte des Sportplatzes
zu gewährleisten, verjüngen sich die Rohre des Drainagesystems vorteilhaft zu der
oder den Pumpen hin.
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Alternativ kann die zu betreuende Fläche mit einem der erfindungsgemäßen
Systeme versehen sein, es können aber auch zwei oder mehrere vorhanden sein,
die
voneinander getrennt oder miteinander verbunden sein können, so daß der Sammler
des einen Systems auch als entsprechender Sammler des anderen Systems dienen kann.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 schematisch einen Sportplatz mit
dem erfindungsgemäßen Heizungssystem, Figur 2 die schematische Aufsicht auf einen
Sportplatz mit dem erfindungsgemäßen Drainagesystem, Figur 3 einen Schnitt durch
ein in einen Platz eingelegtes Heizungs- und Drainagesystem und Figur 4 einen gegenüber
Figur 3 vergrößerten Schnitt durch ein Rohr des Heizungssystems.
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Gemäß den Figuren besteht das System aus einem Heizungssystem 1 und
einem Drainagesystem 2. Neu gebaute Plätze werden vom gewachsenen Boden 3 an etwa
50 - 60 cm mit Grobsand 4 und dann etwa 5 cm
stark mit einer feinen
humosen Schicht 5 aufgefüllt, in die der Grassamen eingesät wird. Die Leitungen
13 des Drainagesystems 2 werden vorher in geschlitzte Gräben 6 des gewachsenen Bodens
3 verlegt und mit Grobkies ummantelt bzw. abgedeckt. Die Leitungen 14 des Heizungssystems
1 bestehen aus einem innen liegenden Schlauch 7 mit in Längsrichtung verlaufenden
Rippen 8 und einem durchsichtigen Mantel 9. Sie liegen etwa 20 cm unter der Oberkante
des Spielfeldes innerhalb der Grobsandsicht 4. Bei Plätzen, die schon eine Drainage
besitzen, werden die Rasensoden fein aufgeschlitzt und die ummantelten Rippenrohre
in gleichen Abständen und in gleicher Höhe verlegt und angeschlossen wie bei einer
Neuanlage. Der oberirdische Teil des Heizungssystems 1 kann auf einem Dach, an Zäunen
oder an Mauern befestigt werden, die vorzugsweise nach Süden ausgerichtet sind.
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Das Heizungssystem 1 besteht gemäß Figur 1 aus den Rohrleitungen 14,
die einen geschlossenen Kreislauf bilden und teilweise im Erdreich und teilweise
auf dem Stadiondach verlegt sind, aus einer Wärmepumpe 15, einer Umwälzpumpe 16
und von außen steuerbaren Regulierventilen 17 für das wärmeübertragende Medium.
Die Wärmepumpe 15 entzieht der Umgebungsluft
Wärme. Alternativ
kann selbstverständlich eine Wärmepumpe eingebaut sein, die dem Grundwasser, dem
Erdreich oder einem fließenden Gewässer Wärme entzieht.
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Das Drainagesystem 2 besteht aus zwei Sammlern 10 und 11 zwischen
denen Rohre gemäß Figur 2 verlaufen.
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Die Rohre sind ca. 60 cm unterhalb der Grasnarbe angeordnet und weisen
in ihrer oberen Umfangshälfte Schlitze 12 oder andere Öffnungen auf, durch die einmal
Wasser in sie eintreten und zum anderen Wasser aus ihnen austreten kann. Es hat
sich als genügend gezeigt, wenn nur 1/3 der Umfangsfläche mit den Schlitzen 12 oder
anders geformten Öffnungen versehen ist.
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Am Ende des Ammmlers 10, falls das andere Ende verschlossen ist oder
alternativ an beiden Enden jedes Sammlers 10 ist eine Saug-Druckpumpe angeschlossen.
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Die Saug-Druckpumpe ist sowohl an die Kanalisation (Vorfluter) als
auch eine vorzugsweise kommunale Wasserleitung angeschlossen. Die an den anderen
Enden der Rohre angeschlossenen Sammler 11 bzw.
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der Sammler 11 ist an mindestens einem Ende mit Ventilmitteln zum
Öffnen und Absperren gegenüber der Atmosphäre versehen. Diese Ventilmittel ebenso
wie
die Saug-Druckpumpe bzw. eine Saug und eine davon getrennte Druckpumpe mit entsprechenden
Umschaltventilen sind herkömmlicher Art, bilden nicht Gegenstand dieser Erfindung
und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden. Ihre Ausführung steht im Belieben
des Fachmanns.
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Anstelle des Anschlusses an die kommunale Wasserleitung kann das Wasser
für die Berieselung auch dem Grundwasser entnommen werden, indem Filter so tief
eingespült werden, daß auch in trockenen Jahreszeiten bei minimaler Grundwasserhöhe
der Grundwasserspiegel erreicht wird.
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Das erfindungsgemäße System arbeitet wie folgt: Bei Frost oder Schneefall
bzw. einer Vereisung des Platzes, z. B. Spielplatzes, wird das in dem oberhalb der
Erdoberfläche installierten Teil des Heizungssystems erwärmte, wärmeübertragende
Medium in dem Kreislauf des Heizungssystems umgepumpt und läßt Schnee und Eis abtauen.
Der Boden wird von der Oberkante der Grasnarbe bis zur Drainage frostfrei gehalten.
Gleichzeitig wird die Pumpe am Endes des Sammlers 10 in Betrieb genommen und unter
Bildung von Unterdruck das Tauwasser abgesaugt. Die
Pumpe muß imstande
sein, einen nennenswerten Unterdruck zu erzeugen, so daß eine erhebliche Saugwirkung
durch die Öffnungen 12 der Rohrleitungen hindurch entsteht.
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Die Absaugung ohne ein Aufheizen wird in Tätigkeit gesetzt, wenn das
Wasser nicht als Tauwasser, sondern als Regenwasser anfällt.
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In Trockenzeiten kann das Drainagesystem durch Füllung mit Wasser
und Einpressen von weiterem Wasser durch die Pumpe am Ende des Sammlers lokaler
den Enden des Sammlers 10 benutzt werden, wobei das Wasser durch den Sammler 10
in die Rohrleitungen fließt und durch die Öffnungen 12 zu den Wurzeln des Rasens
dringt.
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Zu diesem Zweck wird das System mit dem notwendigen Uberdruck gefahren.
Die Enden des Sammlers 11 oder der Sammler 11 sind dabei so lange zur Atmosphäre
hin geöffnet, wie das System entlüftet werden muß, d. h. bis zum Auftreten von Wasser
an den Enden.
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Die Enden werden dann gegenüber der Atmosphäre verschlossen, um den
Aufbau eines Innendrucks zu ermöglichen.
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Für den Fachmann selbstverständlich sind alle Rohrleitungen
des
Drainagesystems 2 mit dem üblichen Gefälle von Abflußrohren verlegt, so daß das
abgesaugte Wasser zu der Saugpumpe fließt, welche an der tiefsten Stelle des Systems
angebracht ist.
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Der Sammler 10 fällt also zu der Pumpe hin und die Rohrleitungen haben
dementsprechend auch Gefälle zu dem Sammler 10 hin. Das Gefälle des Sammlers 11
entspricht in diesem Falle dem Gefälle des Sammlers 10.
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Ersichtlicherweise können die notwendigen Einrichtungen sowohl ein-
als auch beiseitig an den Sammlern 10 und 11 vorhanden sein; wenn sie beidseitig
angeordnet sind, so besitzen die Sammler in ihrer Mitte einen Scheitelpunkt, von
dem aus das Gefälle nach beiden Seiten erfolgt.
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Je nach Größe der zu betreuenden Fläche kann ein einziges erfindungsgemäßes
System vorliegen, die Fläche kann aber auch durch mehrere voneinander getrennte
oder miteinander sinngemäß verbundene Systeme abgetaut, drainiert oder berieselt
werden.
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Für den Fachmann selbstverständlich kann auch alternativ nur ein Beheizungssystem
oder nur ein
Drainage- und Berieselungssystem gemäß der Erfindung
angewandt werden.
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Ersichtlicherweise bietet die Erfindung eine vollkommene Möglichkeit
zur Betreuung von Plätzen und angesichts der Einfachheit und der Verwendung von
bekannten Komponenten kann unter Berücksichtigung der Wirkung von einer idealen
Lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden.
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