DE2913598A1

DE2913598A1 - Vorrichtung zum temperieren von raeumen eines gebaeudes

Info

Publication number: DE2913598A1
Application number: DE19792913598
Authority: DE
Inventors: Karl Gartner
Original assignee: Josef Gartner and Co
Current assignee: Josef Gartner and Co
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE2913598C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren von Räumen eines Gebäudes mit Fassadewänden, die ein Gerüst aus Stützen und Riegeln umfassen, an denen Fassadenelemente und gegebenenfalls Fensterflächen im wesentlichen frei von Wärmebrücken angebracht sind.

Ein Raum wird als behaglich empfunden, wenn seine Raum- und Umschließungstemperatur bei praktisch ruhender Luft etwa 20⁰C beträgt. Eine solche Raum-Umschließungsflächentemperatur von 20⁰C wird von den bisher bekannten metallenen Fassademränden und Vorhangwänden nicht erreicht. Dieser Wert/in der Regel erheblich unterschritten, da die meist ungeteilten Metallkonstruktions- oder Gerüstteile aus meist senkrechten Pfosten und waagrechten Riegeln, die eine Abstützung für die Fassaden- oder Vorhangwände bilden,, keinen die Wärmedämmung beeinflussenden Wärmeduchgangswidergtan&Vbesitzen. und in dieser Hinsicht mit einfachen Blechwänden gleichzusetzen sind. Die Forderungen nach DIN 4103 bleiben meist unerfüllt«.

Halten sich demzufolge Personen im Rauminnern in der Nähe solcher Fassadenwände auf, so ist im Winter deren Wärmeverlust an die kalten Metallkonstruktionsteile erheblich, während im Sommer das Gegenteil zutrifft. Pfosten und Riegel des Metallgerüsts einer Wand werden durch Sonneneinstrahlung aufgeheizt«, die ihrerseits für eine Aufheizung der Räume sorgen und das Behaglichkeitsgefühl der im Raum befindlichen Personen durch die WärmeabStrahlung der aufgeheizten Fassadenkonstruktian beeinträchtigt₉ insbesondere dann₉ wenn das Metallgerüst, wie in jüngster Zeit häufig vorfindbar«, in dunkler Farbe eloxiert oder gestrichen ist. Sommertemperaturen von meist mehr als 36°C Raumtemperatur sind keine Seltenheit«.

Zur Überwindung dieses Problems sind Temper ierungsanlagea.,, sogenannte Induktionsklimaanlagen, bekannt, welche eine zentrale Temperleyrungsanlage und in jedem Raum ein Induktionsgerät aufweisen=, Die Induktionsgeräte sind mit der zentralen Temperierungsanlage über Rohre verbunden, wobei ein Vor- und Rücklauf für ein Wärme/abführendes Transportmittel sowie eine Zuführleitung für Primärluft erfor-

x) zuführendes Transportmittel, ein Vor™ und ein Rücklauf für ein Wärme c

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derlich sind. Mese Leitungen müssen zu jedem Induktionsgerät in jedem Raum getrennt geführt werden. Derartige Induktionstemperierungsanlagen haben den Nachteil, daß ihre Bauweise sehr aufwendig ist, daß ihr Betrieb sehr viel Energie erfordert und daß in den einzelnen Räumen befindlicher Schmutz ständig im Raum aufgewirbelt wird. Ein weiterer Wachteil besteht darin, daß die Induktionsanlage die Temperatur sogenannter Strahlungslöcher kaum beeinflussen kann. Derartige Strahlungslöcher sind Wandbereiche, deren Temperatur sich sehr stark von der Durchschnitts-Raumtemperatur unterscheidet. Typische Strahlungslöcher können beispielsweise Glasfensterflächen sein, die (im Sommer) durch Sonneneinstrahlung ein zusätzliches Aufheizen der Metallwandkonstruktion ermöglichen.

Zum Temperieren von außenliegenden Räumen eines Gebäudes ist ferner eine Vorrichtung mit integrierten Fassadenelementen bekannt, bei der ein Gerüst aus Hohlstützen und Hohlriegeln für Fassadenelemente und Fensterflächen vorgesehen ist, die in einer festgelegten V/eise strömungsmäßig miteinander verbunden sind und eine Wärmetransportflüssigkeit im Innern des Gerüsts zwischen einem Vorlauf und einem Rücklauf führen. Dadurch können kalte bzw. warme Metallgerüstteile der Wand eines_vRaums in zufriedenstellender Weise temperiert und somit ein Behaglichkeitsklima im Rauminnern geschaffen werden. Bei dieser Temperierungsvorrichtung ist jedoch nachteilig, daß das Metallgerüst der Wand einen Strömungslauf für das Wärmetransportmedium aufweisen muß. Solche Temperierungsvorrichtungen sind demzufolge nur dann verwendbar, wenn diese bereits bei Planung des Gebäudes als vorgegebener Konzipierungsfaktor vorgesehen waren. Ein nachträglicher Einbau in bereits existierende Gebäude ohne Temperierungseinrichtung ist aufgrund des bereits erstellten Metallwandgerüsts ohne Strömungsdurchgang praktisch nicht mehr möglich. Ferner ist bei dieser Temperierungsvorrichtung nachteilig, daß der Strömungsdurchlauf des Wärmetransportmediums durch das hohlprofilierte Metallgerüst der Wand aufgrund des vergleichsweise großen Hohlquerschnitts eine große Umwälzmenge eines Wärmetransportmediums erforderlich macht, so daß die Temperatur der Räume eines Gebäudes nur mit einer gewissen Trägheit geregelt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung sum Temperieren von Räumen eines Gebäudes der eingangs beschriebenen

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Art, die nicht nur bei Neubauten integral mit diesen konzipiert, sondern auch bei bereits bestehenden Gebäuden nachträglich a.uf einfache Weise sehr kostengünstig eingebaut werden kann, wobei auch eine einfache und rasche Regelung der Raumtemperatur möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Rauminnern an dem metallenen Gerüst aus Stützen und Riegeln eine Temperierungseinrichtung im wesentlichen in Form eines Rohrleitungssystems mit einer darin strömenden Wärmetransportflüssigkeit angeordnet und hinsichtlich des Gerüsts ausgerichtet ist, derart, daß eine Wärmekopplung zwischen Gerüst und der Temperierungseinrichtung gebildet ist.

Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine indirekte Wärmeübertragung von der warmen zur kalten Seite bewirkt, so daß beispielsweise im Falle des Kühlens die Wärmeübertragung von einer Fassadenkonstruktion auf eine Kühlkonstruktion durch die Zirkulation des Kühlmediums in der Temperierungseinrichtung von der Sonnenseite zur Schattenseite wärmetechnisch ausgenützt werden kann. Die Temperierungseinrichtung, die bezüglich des Gerüsts ausgerichtet ist, kann direkt an Gerüstteilen mehr oder weniger anliegen. Die Wärme kann somit im Betrieb einer erfindungsgemäßen Temperierungseinrichtung durch Wärmeleitung und/oder Strahlungskopplung zwischen den Wirkteilen übertragen werden. Es hat sich gezeigt., daß auf diese sehr einfache kostengünstige Weise eine zufriedenstellende Temperierung selbst bei Gebäuden erzielt werden kann, bei denen die Temperierungseinrichtung erst nachträglich installiert worden ist.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung-der Erfindung sieht vor, daß die Temperierungseinrichtung aus einem einzigen Rohr besteht, das einstückig mit einem WärmeÜbertragungsprofilteil ausgebildet ist. Das Rohr kann Rundquerschnitt aufweisen, und es beträgt der Innendurchmesser des Rohrs insbesondere 22 mm.

Rohr und Wärmeübertragungsprofilteil sind zwecks guter Wärmeleitung aus Aluminium ausgebildet.

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Vorteilhafterweise weist das Wärmeübertragungsprofilteil einen Hohlquerschnitt auf und ist insbesondere rechteckig bzw. kastenförmig profiliert. Die Außenkantenläigen. des Rechtecks betragen zweckmäßigerweise 100 mm χ 60 mm.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Temperierungseinrichtung am zugehörigen Gerüstteil selbst befestigt ist, und zwar an der Außenseite des Wärmeübertragungsprofilteils, die dem das Wärmetransportmittel enthaltenden Rohr abgewandt ist. Durch die direkte Anlage des Wärmeübertragungsprofilteils am zugehörigen Gerüstabschnitt wird im Betrieb der Temperierungseinrichtung die Wärme vom einstückig mit dem Wärmeübertragungsprofilteil ausgebildeten Rohr direkt von diesem durch Wärmeleitung zum Gerüstteil übertragen. Das Rohr, das insbesondere einen Innendurchmesser von 22 mm aufweist, und der hohlprofilierte Wärmeübertragungsprofilteil, ins-

msbe sonder besondere mit Außenkantenlängen von 100 mm χ 60 mm, schaff en,/wenn Aluminium als Material für beide Teile vorgesehen ist, eine gute Wärmeübertragung bei vergleichsweise geringer Menge an umzuwälzendem Wärmeübertragungsmedium durch das Rohr mit kleinem Innendurchmesser.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Temperierungseinrichtung in einem vergleichsweise kleinen Abstand am metallenen Gerüst angeordnet ist, so daß eine enge Strahlungskopplung zwischen Gerüst und Temperierungseinrichtung gebildet iot. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß aufgrund der Tatsache der Berührungsfreiheit zwischen Gerüst und Temperierungseinrichtung eine Bearbeitung der zur Temper_ierungseinrichtung hinweisenden Gerüstaußenfläache entfällt und auch keine Korrosionsschäden infolge eines Kontaktes auftreten können. Die Gebäudewand ist somit keiner Beschädigung unterworfen, und es kann eine erfindungsgemäße Temperierungseinrichtung einfach und schnell an viele unterschiedliche Gerüstteile, insbesondere an Vertikalstützen und Horizontalriegel, angebracht werden, wobei Maßungenauigkeiten in den Gerüstteilen praktisch unerheblich sind. Es genügen nur wenige Befestigungspunkte der Temperierungseinrichtung an der Wand, die insbesondere beim Vor- und Rücklauf des Rohrleitungssystems der Temperierungseinrichtung vorgesehen sein können. Die erfindungsgemäße

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Temperierungseinrichtung läßt sich harmonisch in die Gestaltung bereits existierender Räume einfügen, da praktisch nur ein bereits vorhandenes Muster der Wand infolge der Gerüstkonfiguration in der Knnturierung ausgenützt und gegebenenfalls unterstrichen wird. Durch das zum Raumäußeren hin isolierte Gerüst "aus Stützen und Riegeln und die Anordnung der Temperierungseinrichtung in direkter

sich

Ausrichtung zum Gerüst im Rauminnern erhöht/ die Strahlungsintensität des Gerüstteils nach der Seite, d.h. in einer Ebene parallel zur Wand, in der zumeist Fensterflächen gelegen sind. Personen, die sich beispielsweise im Winter in Fensternähe neben einem temperierten Gerüstteil aufhalten, erfahren somit eine angenehme Wärmebestrahlung trotz der kalten Fensterflächen, und dadurch wird das Behaglichkeitsgefühl von Personen selbst dann aufrechterhalten bzw. erhöht, wenn sich diese in Wandnähe aufhalten. Der vorstehend beschriebene, für den Winter geltende Effekt der Erhöhung der Behaglichkeit trifft auch für den Sommer zu, insbesondere dann, wenn die Sonneneinstrahlung unter einem Winkel durch die Fensterwand auf die Gerüstteile einwirkt und diese die einfallende Strahlungswärme zusammen mit der Wärme, die von Personen in Fensternähe abgestrahlt wird, durch das erfindungsgemäße Temperierungssystem abführen. Es hat sich gezeigt, daß aufgrund des schnellen Abtransportes der Wärme durch die Wärmetransportflüssigkeit im Rohrleitungs system der Temperierungseinrichtung keine Strahlungswirkung auf der Seite der Temperierungseinrichtung auftritt, die in das Rauminnere weist. Unerwünschte Strahlungsnebenwirkungen, die das Raumklima beeinträchtigen könnten, sind somit praktisch ausgeschlossen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Temperierungseinrichtung bei normal dimensionierten Räumen in einem Abstand von ca. 50 mm zum zugehörigen Gerüstteil gelegen. Dadurch werden die-Vorteile der vorstehend beschriebenen Kontaktfreiheit bei einem Optimum an Strahlungskopplung zwischen den Wirkungsteilen erzielt.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Rohrleitungssystem der Temperierungseinrichtung zwischen Vor- und Rücklauf zumindest teilweise ein parallel durchströmtes Doppeloder Mehrfach-Rohr aufweist. Dadurch können besonders gute Temperierungswerte selbst dann erzielt werden, wenn das zu temperierende

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Gerüstteil besonders breit oder allgemein großflächig gestaltet ist. Die einzelnen Rohrabschnitte können hierbei gleichen Durchmesser aufweisen, so daß deren Herstellung vereinfacht ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung kennzeichnet sich dadurch, daß das Rohrleitungssystem zwischen Vor- und Rücklauf längs der Bereiche der Wärmeübertragung einen einstückig mit dem Rohr ausgebildeten zusätzlichen Strahlungs-/Reflektorteil aufweist. Hierdurch wird bei besonders einfacher Fertigung der Temperierungseinrichtung und einem Minimum an benötigter Wärmetransportflüssigkeit im System ein sich in überraschender Weise einstellender, noch besserer Temperierungseffekt erzielt.

Der Strahlungs-/Reflektorteil kann im Querschnitt U-Form aufweisen, wobei die freien Enden der U-Schenkel im wesentlichen zum zugeordneten Gerüstteil hin gerichtet sind.

Es kann aber auch der Strahlungs-/Reflektorteil im Querschnitt Parabelform besitzen, wobei das oder die Leitungsrohre im Bereich des StrahlungsZentrums oder Brennpunkts liegt bzw. liegen und die freien Längskanten des Strahlungs-/Reflektorteils im wesentlichen zum Gerüstteil hin gerichtet sind. Die Temperierungseinrichtung gemäß letzterer Ausführungsform ist somit unter optimaler Ausnutzung vrärmetechnischer Gesichtspunkte rinnenförmig ausgestaltet, wobei die Konkavwand der Temperierungseinrichtung ins Rauminnere weist. Unabhängig von wärmetechnischen Vorteilen dieser Ausfuhrungsform können praktisch ohne größere Fertigungskosten architektonische Gesichtsprunkte berücksichtigt werden, und es wird zudem der weitere Vorteil der Verringerung einer Verletzungsgefahr für Personen im Rauminnern erzielt.

Der Strahlungs-/Reflektorteil kann innen mit einem reflektierenden Medium beschichtet sein, nämlich auf seiner Wand, die zum zugehörigen Gerüstteil hin gerichtet ist.

Vorteilhaftenveise entspricht die Breite des Strahlungs-/Refletorteils der Breite des zugeordneten Gerüstteils.

Eine andere zxireckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Rohrleitungssystem aus im wesentlichen senkrecht zueinander

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verlaufenden geradlinigen Rohren aufgebaut ist. Dadurch, ist ein "besonders einfacher Aufbau des Systems mit Hilfe in der Fertigung einfacher Einzelteile möglich. Derartige Einzelteile sind insbesondere für einen nachträglichen Einbau einer Temperierungseinrichtung in bereits existierende Gebäude von Vorteil, da diese bis zu ihrer Endmontage leicht zu handhaben sind.

Eine Montage der Einzelteile gestaltet sich besonders einfach, wenn die Totenden an den Verbindungsstellen senkrecht zueinander verlaufender Rohre mit einem Schraubstopfen versehen sind, und wenn insbesondere senkrecht zueinander stehende, verbundene Rohre an; ihrer. Verbindungsstelle verschraubt sind. Dadurch wird nach der Erfindung ein Verschweißen der Einzelteile entbehrlich. Es können demnach bei der Montage nicht die Nachteile eines VerSchweißens auftreten, die insbesondere in der Veränderung im Gefüge der Schweiß stelle (Korrosionsgefahr) und in der Veränderung der Gestalt der Einzelteile aufgrund der beim Schweißen auftretenden Wärme (Span-^ nungsspitzen) zu sehen sind.

Eine besonders einfache Weiterbildung der Erfindung z\irecks Vermeidung einer Schweißverbindung kennzeichnet sich dadurch, daß in das eine Rohrende der Großteil einer Buchse mit Außengewinde geschraubt ist, die axialgerichtete, insbesondere verschließbare Durchgangsöffnungen für die Wärmetransportflüssigkeit und eine axialgerichtete zentrische Gewindebohrung zur Aufnahme eines Schraubenbolzens aufweist, der durch das senkrecht zum ersten Rohr verlaufende zweite Rohr hindurch verläuft und dieses mit dem ersten verspannt, wobei Dichtringe zwischen den verbundenen Teilen vorgesehen sind.

Es kann aber auch die Schraubverbindung zweckmäßig so gestaltet sein, daß in das Rohrende des einen Rohrs eine Hülse mit Außengewinde geschraubt ist, die über ihren größeren Teil aus dem Rohrende hervorsteht, sich durch das senkrecht zu diesem Rohrende verlaufende zweite Rohr erstreckt und an ihrem anderen. Ende mit Innengewinde einen Schraubverschluß befestigt, der das erste Rohr mit dem zweiten über die Hülse flüssigkeitsdicht verspannt, wobei die Hülse im Innern des zweiten Rohrs Radialöffnungen für den

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Durchtritt der Wärmetransportflüssigkeit aufweist, die insbesondere verschließbar sind.

Buchse und Hülse können hierbei auf einfache Weise in einem Strangpreßverfahren hergestellt werden, die vorteilhafterweise sechs Löcher für den Durchgang der Wärmetransportflüssigkeit aufweisen kann.

Die erfindungsgemäße Temperierungseinrichtung kann zusätzlich an ein Regelteil angeschlossen sein, das im Rauminnern zur Fein- und Schnelltemperierung des Raumklimas vorgesehen ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Temperierungseinrichtung zusätzlich ein Luftzuführungssystem aufweist.

Das Luftzuführungssystem kann im wesentlichen durch hohle Wärmeübertragungsprofilteile gebildet sein. Dadurch ist es möglich, das Wärmetransportflüssigkeitssystem parallel zum Luftzuführungssystem unter Wärmeaustausch im Betrieb parallel im Gegenstrom wie im Gleichstrom zu schalten. Die bauseitig zugeführte kalte Luft kann damit im Winterbetrieb bis zum Austritt in das Rauminnere durch die Temperierungseinrichtung selbst erwärmt werden, wie auch im. Sommerbetrieb bei Zuführung von warmer Luft eine Abkühlung bis z-um Rauminnern möglich ist. Auf diese Weise ist eine erfindungsgemäß aufgebaute Temperierungseinrichtung besonders kompakt gestaltbar und kann auch als Belüftungseinrichtung Verwendung finden.

Eine Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Luftz-uführungssystem eine gemeinsame bauseitige Außenluftzufuhr für eine vorbestimmte Anzahl von Geschossen aufweist.

Die bauseitige Außenluftzufuhr kann deckenseitig im obersten Geschoß eines Gebäudes vorgesehen sein.

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Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich, wenn das Luftzuführungssystem durch aufeinanderfolgende Geschoßdecken eines Gebäudes geleitet ist.

Temperierung und Lüftung eines Raumes sind dann besonders gut, wenn der ins Rauminnere eines Geschosses geleitete Luftstrom im wesentlichen geschoßbodenseitig vorgesehen ist.

Für den Austritt von Luft ins Rauminnere sind zweckmäßigerweise Querriegel mit Luftschlitzen vorgesehen, die insbesondere in Längsrichtung bezüglich der Querriegel verlaufen können.

Der eigentliche Lufttransport durch einzelne Geschosse eines Gebäudes verläuft im wesentlichen durch hohlprofilierte Vertikalpfosten, während der Luftaustritt ins Rauminnere durch Querriegel erfolgt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigt:

Fig. Ta eine Einzelheit einer erfindungsgemäßen Temperierungseinrichtung in einem Horizontalschnitt durch eine Gebäudewand ,

Fig. Ib eine weitere Einzelheit einer erfindungsgemäßen Temperierungseinrichtung mit einer Wandbefestigung in einem Horizontalschnitt durch eine Gebäudewand,

Fig. 1c eine den Fig. 1a und 1b entsprechende Einzelheit einer erfindungsgemäßen Temperierungseinrichtung mit einer direkten Anlage der Temperierungseinrichtung an dem zugehörigen Gebäudegerüstteil,

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I?ig. 1d eine Anordnung der T emp eri erungs einri oht ung gemäß SLg. 1c bei einer Eckverbindung eines Gebäudes,

KLg. 1e eine der Pig. 1c ähnliche Einzelheit einer lemperierungseinrichtung in einer direkten Anlage am zugehörigen Gerüstteil,

Hg. 1f eine Einzelheit einer erfindungs gemäß en lemperierungs einrichtung einschließlich Wandbefestigung in einem Horizontalschnitt durch eine Gebäudewand,

Pig. 2 die Einzelheit der Temper!erungseinrichtung gemäß Pig. 1 im Bereich einer Abknickung des Rohrleitungs— systems längs eines Schnitts I-I der ELg. 5,

2Fig. 3 einen Seitenschnitt der Einzelheit gemäß Pig. 2 einer Rohrabknickung einer erfindungsgemäßen Temperierungseinrichtung,

3?ig. 4- einen der Pig. 3 entsprechenden Seitenschnitt einer Rohrabknickung mit waagrecht geführten Doppelrohren und einem Vertikalrohrverbindungsabschnitt,

2?ig. 5 einen Schnitt längs der Linie II-II der Pig. 4,

Pig. 6 eine andere Ausfuhrunjfsform einer Rohrverbindung entsprechend den Pig. 3 bis 5»

Pig. 7 einen Schnitt durch die Rohrverbindung gemäß Pig. 6 längs der Linie III-III,

Pig. 8 einen System-Höhenschnitt durch eine erfindungsgemäß ' aufgebaute Wand mit einer 03 emp eri erungs einrichtung, die zusätzlich ein Luftzuführungssystem enthält,

Pig. 9 eine Seitenansicht der Wand gemäß Pig. 8 über zxfei Geschoßhöhen, und

Pig. 10 einen Horizontalschnitt durch die bodenseitige Wand gemäß Pig. 9 längs M-M.

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Der in der EIg. 1a dargestellte Horizont al schnitt durch, eine Gebäudewand oder -fassade 2 zeigt eine erfindungsgemäße Temperierungseinrichtung 1 mit einem einzigen Rohr, das einstückig mit einem Wärmeübertragungsprofilteil 51 ausgebildet ist. Der Bereich des Wärmeübertragungsprofilteils 51, der gemäß Fig. 1a vom ßohrbereich der Temperierungseinrichtung 1 am weitesten entfernt gelegen ist, liegt in der Hähe des zugehörigen Gerüstteils 3, das zu temperieren ist. Hierbei kann dieser Bereich mehr oder weniger an dem zugehörigen Gerüstteil 3 anliegen oder befestigt sein, so daß die Wärme im Betrieb durch Wärmeleitung und/oder durch Strahlungskopplung übertragen wird. Die Wärmeübertragung von der Fassadenkonstruktion 2 auf die Temperierungskonstruktion 1 kann in diesem Falle durch Zirkulation des Heiz- bzw. Kühlwassers von der Sonnenseite zur Schattenseite xrärmetechnisch ausgenützt vier den. Dadurch wird eine indirekte Wärmeübertragung von der warmen zur kalten Seite bewirkt.

Der in S'ig. 1b gezeigte Horizont al schnitt durch die Gebäudewand oder -fassade 2 mit darin befestigten Glasscheiben 5 veranschaulicht eine der Fig. la ähnliche Temperierungseinrichtung 1, die gleichermaßen ein Wärmeübertragungsprofilteil 51 aufweist, welches in dichtem Abstand vom zugehörigen Gerüstteil 3 gelegen ist oder an dieses Gerüstteil anstoßen oder befestigt sein kann, !fach dieser' Ausfuhrungsform werden im wesentlichen die gleichen Vorteile wie bei einer Konstruktion nach Hg. 1a erzielt.

SIg.1c zeigt einen Horizontalschnitt entsprechend den Ausführungsformen nach den Fig. 1a und 1b, wobei das einstückig mit dem Wärmeübertragungsprofilteil 51 ausgebildete das Wärmetransportmedium

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enthaltende Aluminiuinrohr den entsprechenden inneren Kastenquerschnitt des V/ärmeübertragungsprofilteils 51 nicht vollständig ausfüllt, sondern seitlich im Innern des Kastenprofils zusätzliche Aussparungen 52 aufweist. Diese Aussparungen schaffen bei hinreichender Stabilität der Temperierungseinrichtung und guter Wärmeübertragung vom Rohr zum zugehörigen Gerüstteil 3 den Vorteil einer erheblichen Materialersparnis.

In Fig. 1d ist die Ausführungsform einer Temperierungseinrichtung 1 gemäß Fig· 1c in einer Eckverbindung dargestellt, wobei beide Temperierungseinrichtungen 1 der Eckverbindung im Bereich-,der Rohrleitung zusätzlich durch einen Verbindungswinkel aus Aluminium miteinander verbunden sind und dadurch eine Wärmebrücke zwischen den beiden Temperierungseinrichtungen der Eckverbindung geschaffen ist.

Die in Fig. 1e gezeigte Ausführungsform einer Temperierungseinrichtung 1 stellt gewissermaßen eine Kombination der Temperierungseinrichtung nach Fig. 1a und Fig. 1c dar und sieht nur eine einzige innere Aussparung 54 im Rohrbereich der Temperierungseinrichtung 1 vor.

Dadurch wird eine vergleichsweise breite innere Aussparung 5^ geschaffen, so daß genügend innerer Freiraum zwecks Aufnahme anderer Konstruktions- oder Befestigungsteile,beispielsweise Schrauben, vorhanden ist.

Den in den Fig. 1a bis 1e dargestellten Ausführungsformen einer Temperierungseinrichtung 1 mit einer einzigen integral mit dem Wärmeübertragungsprofilteil 51 ausgebildeten Rohrleitung ist eigen, daß vergleichsweise wenig Wärmetransportflüssigkeit im Betrieb die Temperierungseinrichtung durchströmt, d.h. der Großteil der hohlprofilierten Temperierungseinrichtung im Bereich des Wärmeübertragungsprofilteils 51 undurchströmt bleibt, und dennoch eine gute und wirkungsvolle Wärmeübertragung gewährleistet ist· Aufgrund der geringen umzuwälzenden Wärmetransportflüssigkeitsmenge ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache und.-rasch ansprechende Regelung der Raumtemperatur eines Gebäudes, so daß große und rasche

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Temperaturschwankungen der Außenumgebung höchst wirkungsvoll ausgeglichen werden können.

Der in Fig. 1f dargestellte Horizontalschnitt durch eine Gebäudewand oder -fassade 2 zeigt eine erfindungsgemäße Temperierungseinrichtung 1 mit zwei Doppel-Rohren, die in einem Abstand a von zu temperierenden Vertikalstützen des Gerüsts 3 angeordnet und bezüglich der zu temperierenden Gerüstteile in einer Weise ausgerichtet sind, daß im Betrieb eine Strahlungskopplung zwischen der Temperierungseinrichtung 1 und den zugeordneten Gerüstteilen 3 gebildet ist.

Die Temperierungseinrichtung 1 ist in Form eines Rohrleitungssystems aufgebaut, das bei 10 im Bereich des Vorlaufs 14- und Rücklaufs 15 des Rohrleitungssystems der Temperierungseinrichtung 1 an der Gebäudefassade 2 befestigt ist. Im in der Fig. 1f veranschaulichten Ausführungsbeispiel besteht die Gebäudefassade aus Vertikalstützen eines aus Stützen und Horizontalriegeln bestehenden metallenen Gerüsts 3j das Doppelglasscheiben 5 befestigt, wobei Isolierungsprofile 6 zwischen den Glasscheiben 5 und den Vertikalstützen vorgesehen sind. Die Vertikalstütze im Bereich der Befestigungsstelle 10 der Temperierungseinrichtung kann integraler Bestandteil der Gebäudefassade 2, wie in Fig. .1 dargestellt, sein und über Isolierungen 12 ebenfalls Fassadenelemente oder Glasscheiben 5 befestigen.

Die Temperierungseinrichtung 1 gemäß Fig. 1f liegt berührungsfrei den..zugeordneten Gerüstteilen in einem Abstand a, vorzugsweise 50 mm, gegenüber, so daß eine optimale Strahlungskopplung zwischen den Wirkteilen gegeben ist.

Die Strahlungskopplung zwischen den Wirkteilen wird bei der Temperierungseinrichtung gemäß Fig.. 1f- ferner unterstützt durch die Ausbildung des Leitungssystems in Form von Doppelrohren 20 und und einem Strahlungs-/Reflektorteil 23, der mit jedem Doppelrohr 20 bzw. 21 einstückig ausgebildet ist und im Querschnitt U—Form aufweist. Die freien Schenkel des U-förmigen Strahlungs-ZReflektorteils 23 weisen im eingebauten Zustand der Temperierungseinrichtung 1 in Richtung der zu temperierenden Gerüstteile 3-

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Vorzugsweise ist die Breite des Strahlungs-/Reflektorteils 23 so bemessen, daß diese der Breite des zugeordneten zu temperierenden Gerüstteils 3 entspricht.

Anstelle der im Querschnitt U-förmigen Ausbildung des Strahlungs-/ Reflektorteils 23 kann dieses auch im Querschnitt Parabelform aufweisen, wobei nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das oder die Einzelrohre 20, 21 im Bereich des Brennpunkts der Parabel liegt bzw. liegen.

Die auf das zu temperierende Gerüstteil 3 hinweisende Innenfläche des Strahlungs-/Reflektorteils 23 kann in geeigneter Weise beschichtet sein, um im Betrieb der Temperierungseinrichtung einen noch größeren Wärmeaustausch zwischen dem Gerüstteil 3 und der Temperierungseinrichtung 1 zu erzielen.

In der Fig. 2 ist der gemäß Fig. 1f linke Abschnitt der Temperierung*· einrichtung Λ .im·Bereich einer Rohrabknickung gezeigt, die im einzelnen besser der Fig. 3 zu entnehmen ist.

Die Rohrabknickung wird nach der Erfindung dadurch geschaffen, daß geradlinige Einzelrohre 25 an ein senkrecht zu diesen angeordnetes Leitungsrohr 26 strömungsmäßig mit Hilfe einer Schraubverbindung angeschlossen werden. Dadurch v/erden die Kachteile einer Schweißverbindung vermieden.

Gemäß Fig. 3 ist als Schraubverbindung insbesondere eine Buchse 32 mit einem Außengewinde vorgesehen, die in das Rohrende 31 des sich sinkrecht erstreckenden Einzelrohrs 25 eingeschraubt ist. Die Buchse 32 weist, wie dies am besten aus der Fig. 2 ersichtlich ist, axialgerichtete DurchgangsÖffnungen 33 für den Durchgang der Wärmetransportflüssigkeit -35 in Richtung des Pfeils A und eine axialgerichtete zentrische Geiirindebohrung 34- auf. Die Gewindebohrung 34-nxmmt einen Schraubbolzen 36 auf, der durch das sentkrecht zum ersten Rohr 25 verlaufende zweite Rohr 26 hindurch verläuft und dieses niit dem ersten Rohr verspannt. Zwecks einer flüssigkeitsfesten Rohrverbindung sind zwischen den Verbindungsteilen Dicht-

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ringe 37 und 38 vorgesehen.

Es ist ersichtlich, daß mit Hilfe einer derartigen Schraubverbindung zumeist als Normteile ausgelegte Einzelrohre auf einfache V/eise miteinander strömungsmäßig verbunden tm&iseibst nachträglich als Temperierungseinrichtung in ein bereits existierendes. Gebäude installiert werden können. Totenden von Leitungsrohren, beispielsweise das Totende 29 des Sammelrohrs 26, können mit einem Schraubstopfen 30 versehen sein, so daß ein Flüssigkeitsdurchtritt an dieser Stelle zuverlässig vermieden wird.

In den Fig. 4- und 5 ist eine Verbindungsstelle 28 zwischen senkrecht zueinander angeordneten RohreinaeIteilen gezeigt, wobei eine Buchse 32 und ein Schraubbolzen 36 gemäß Fig. 3 Verwendung finden. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 3 werden in der Ausführungsform gemäß Fig. 4- nicht zwei Vertikalrohre 25 strömungsmäßig miteinander verbunden, sondern zwei Horizontalrohre 26, die in einer Strahlungskopplung zu horizontal verlaufenden Riegeln eines Wandgerüsts gelegen sind.

Eine derartige Verbindung kann auch für den Vor- oder Rücklauf der Temperierungseinrichtung verwendet werden.

Die in den Fig. 4- und 5 veranschaulichten Einzelteile entsprechen den Teilen der Fig. 3» wobei entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In den Fig. 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform einer Schraubverbindung an der Abknickungsstelle zweier senkrecht zueinander verlaufender, strömungsmäßig miteinander zu verbindender Rohre gezeigt. Das eine Rohr 43 weist an seinem Rohrende 31 ein Innengewinde auf, das in einem Schraub ge^/indeeingriff mit einer Hülse 40 steht, das mit einem Außengewinde 4-1 versehen ist. Der größere Teil der Hülse 4-0 steht hierbei (im Gegensatz zur Buchse 32 gemäß den Fig. 2 bis 5) aus dem Rohrende 31 des Rohrs 4-3 hervor und erstreckt sich durch das senkrecht zu diesem Rohrende 31 verlaufende zweite Rohr 44-, und es ist am anderen Ende 4-6 der Hülse 4-0 ein Innengewinde 4-7 ausgebildet, das einen Schraubverschluß 4-8 aufnimmt, wobei das erste Rohr 4-3 mit dem zweiten Rohr 44- über die

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Hülse 4Ό durch die .Dichtringe 37 und 38 flüssigkeitsdicht verspannt ist. Für einen Durchgang der Wänaetransportflüssigkeit weist die Hülse im Innern des zweiten Rohrs 44-Radialöffnungen 49 auf, so daß im Betrieb die Wärmetransportflüssigkeit 35 in Sichtung des Pfeils A durch die Radialöffnungen 4-9 strömen kann.

Die Radialöffnungen 4-9 können entsprechend dem erforderlichen Durchflußv/iderstand zwecks Erreichung gleicher Durchflußwiderstände im Strömungssystem geschlossen werden.

In ähnlicher Weise sind auch die axialen Durchgangsöffnungen 33 der Buchse 3 gemäß den ITig. 2 bis 5 der Zeichnung verschließbar. Als Verschlußorgane für die einzelnen Durchflußöffnungen können Stopfen oder Klappen oder mit der Hülse inte grierte Scheiben bzw. Buchsen vorgesehen sein, die die Axialdurchgangsöffnungen 33 bzw. die Radialdurchgangsöffnungen 49 teilweise abdecken. Ein Verschließen einzelner Durchgangsöffnungen kann stufenlos vorgenommen werden, wenn eine feineinstellung des Durchflußwiderstands eines individuellen Strö mungssystems erwünscht ist.

Die Erfindung wird besonders vorteilhaft nicht nur mit einem flüssigen Wärmetransportmedium, sondern auch mit Luft zum Temperieren oder Ventilieren betrieben. Hierzu weist die Temperierungseinrichtung zusätzlich ein Lüftungssystem 60 auf, das durch die hohlprofilierten Wärmeübertragungsprofilteile 51» 56 gebildet ist. Die Wärmeübertragungsprofilteile 51 sind hierbei Vertikalpfosten, die vornehmlich zur Luftweiterleitung durch einzelne Geschosse vorgesehen sind, während die hohlprofilierten Wämieübertragungsprofilteile 56 horizontal angeordnete Querriegel daxstellen, die bodenseitig in jedem Geschoß eines Gebäudes vorgesehen sind und sich in Längsrichtung erstreckende Luftschlitze 55 gemäß Eig. 10 aufweisen, durch die temperierte Luft ins Rauminnere bei einem Betrieb der erfindungsgemäßen Temperierungseinrichtung

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gelangen kann.

Im Betrieb wird zu temperierende jjuft von außen deckenseitig im obersten Geschoß eines Gebäudes zugeführt, wie dies durch Pfeil ¥ in i"ig. 8 gezeigt ist. Die von often zugeführt e Luft gelangt dann in Vertikalpfosten 51 und strömt in Pfeilrichtung Z parallel zur Wärmeubertragungsflüssigkeit nach unten, wo"bei Wärmeaustausch zwischen den "beiden Medien im Gleichstroo.- oder im Gegenstromprinzip erfolgt.

Im Bereich des Bodens eines Geschosses wird zumindest ein Teil der Luftströmung in Pfeilrichtung T abgelenkt und gelangt in horizontale Querriegel 56 und von dort durch die Luftschlitze 55 iü-s Rauminnere, wie dies in den ]?ig, 9 und 10 gezeigt ist.

Zwischen einzelnen "benachbarten Geschoßdecken wird ein Teil der vertikal strömenden Luft gemäß Pfeilrichtung Z nach unten zu tiefergelegenen Geschossen zwecks Temperierung der unteren Räume geleitet.

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Leerseite

Claims

MÜLLER-BORE · DEUFBL - 3GJEÖN -

DR. WOLFGANG MÜULER-BORE CPATENTANWAUT VON 1927-1975) DR. PAUU DEUFEU. DIPU.-CHEM. DR. AUFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEU, DIPU.-PHYS.

Hl/Hk/Wa -

Josef Gartner & Go.
883 Gundelfingen/Donau

Vorrichtung zum Temperieren von Räumen eines Gebäudes

Patentansprüche

Vorrichtung zum Temperieren von Rammen eines Gebäudes mit Fassadenwänden,- die ein Gerüst aus Stützen und Riegeln umfassen, an denen Fassadenelemente und gegebenenfalls Fensterflächen im wesentlichen frei von Wärmebrücken angebracht sind, dadurch gekennzeichnet , daß im Rauminnern an dem metallenen Gerüst (3) aus Stützen und Riegeln eine Temperierungs— einrichtung (1) im wesentlichen in Form eines Rohrleitungssystems (20, 21) mit einer darin strömenden Wärmetransportflüssigkeit (35) angeordnet und bezüglich des Gerüsts (3) ausgerichtet ist, derart, daß eine Wärmekopplung zwischen Gerüst (3) und der Temperierungseinrichtung (1) gebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperierungseinrichtung (1) aus einem einzigen Rohr besteht, das einstückig mit einem Wärmeübertragungprofilteil (51) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr Rundquerschnitt aufweist.

4-, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendurchmesser des Rohrs 22 mm beträgt.

5· Vorrichtung nach/ILtöpTÜcnil· 2 bis 4-, dadurch geken.nz e ich-

net, daß Rohr und Wärmeübertragungsprofil/^yi; aus Aluminium • bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5_? dadurch g e k.e η nzeichnet , daß das Wärmeübertragungsprof ΙΙ/Ί&Ϊ⁵) Hohlquerschnitt aufweist.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das WärmeübertragungsprofU/ (;?T) Rechteckquerschnitt besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Außenkantenlängen des Rechtecks 100 mm χ 60 mm betragen.

9- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperierungseinrichtung (1) am zugehörigen Gerüstteil (3) befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierungseinrichtung (1) in einem vergleichsweise kleinen Abstand (a) am metallenen Gerüst (3) angeordnet ist, so daß eine enge Strahlungskopplung zwischen Gerüst (3) und Temperierungseinrichtung (1) gebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperierungseinrichtung in einem Abstand von ca. 50 mm gelegen ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungssystem (20, 21) der Temperierungseinrichtung (1) zwischen Vor- und Rücklauf (14 bzw. 15) zumindest teilweise ein parallel durchströmtes Doppel- oder Mehrfach-Rohr (21) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohrleitungssystem (20, 21) zwischen Vor- und Rücklauf (14 bzw· 15) längs der Bereiche der Wärmeübertragung einen einstückig mit dem Rohr ausgebildeten zusätzlichen Strahlung-/Reflektorteil (23) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlungs-/Reflektorteil (23) im Querschnitt U-Form auf-■ weist, wobei die freien Enden der U-Schenkel im wesentlichen zum zugeordneten Gerüstteil (3) hin gerichtet sind (Fig. 1).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlungs-/Reflektorteil (23) im Querschnitt Parabelform aufweist, wobei das oder die Leitungsrohre (25) im Bereich des StrahlungsZentrums oder Brennpunkts liegt bzw. liegen und die freien Längskanten des Strahlungsreflektorteils (23) im wesentlichen zum zugeordneten Gerüstteil (3) hin gerichtet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlungs—/Reflektorteil (23) innen mit einem reflektierenden Medium beschichtet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I3 bis 16, dadurch g e ke η nzeichnet , daß die Breite des Strahlungs-/Reflektorteils (23) der Breite des zugeordneten Gerüstteils (3) entspricht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohrleitungssystem aus im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufenden geradlinigen Rohren (25» 26) aufgebaut ist (Fig. 3 und 4).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet ,

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daß die Tötenden an den Verbindungsstellen (28) senkrecht zueinander verlaufender Rohre (25, 26) mit einem Schraubstopfen (30) versehen sind (Pig. 3 und 4).

10. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gek.ennze ichn e t , daß senkrecht zueinander stehende verbundene Rohre (25, 26) an ihrer Verbindungsstelle (28) verschraubt sind.

ΙΛ. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß in das eine Rohrende (3Ό der Großteil einer Buchse (32) mit Außengewinde geschraubt ist, die axial gerichtete Durchgangsöffnungen. (33) für die Warmetransportflussigkext (35) und eine axial gerichtete zentrische Gewindebohrung (34-) zur Aufnahme eines Schraub bolzens (36) aufweist, der durch das senkrecht zum ersten Rohr (25) verlaufende zweite Rohr (26) hindurch verläuft und dieses mit dem ersten verspannt, wobei Dichtringe (37? 38) zwischen den verbundenen Teilen vorgesehen sind (Fig. 2 bis 5)·

12, Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß in das Rohrende (31) des einen Rohrs (4-3) eine Hülse (40) mit Außengewinde (4-1) geschraubt ist, die über ihren größeren Teil aus dem Rohrende (31) hervorsteht, sich durch das senkrecht zu diesem Rohrende (51) verlaufende zweite Rohr (44-) erstreckt und an ihrem anderen Ende (46) mit Innengewinde (47) einen Schraubverschluß (48) befestigt, der das erste Rohr (43) mit dem zweiten (44) über die Hülse (40) flüssigkeitsdicht verspannt, wobei die Hülse im Innern des zweiten Rohrs (44) Radialöffnungen für den Durchtritt der Warmetransportflussigkext (35) aufweist.

>3· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperierungseinrichtung (1) zusätzlich an ein Regelteil angeschlossen ist, das im Rauminnern zur Fein- und Schnelltemperierung des Raumklimas vorgesehen ist.

!4* Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchgangsöffnungen (33) bzw. Radialöffnungen (49) für dön Durchtritt der Wärmetransportflüssigkeit verschließbar sind.»

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25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierungseinrichtung zusätzlich ein Luftzuführungssystem (60) aufweist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η ζ eichnet_f daß das Luftzuführungs system (60) im wesentlichen durch hohle Wärmeübertragungsprofilteile (51,56) gebildet ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftzuführungssystem (60) eine gemeinsame bauseitige Außenluftzufuhr W für eine vorbestimmte Anzahl von Geschossen aufweist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die bauseitige Außenluftzufuhr W deckenseitig im obersten Geschoß eines Gebäudes vorgesehen ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet , daß das Luftzuführungssystem (60) durch aufeinanderfolgende Geschoßdecken eines Gebäudes geleitet ist (Fig. 8 und 9).

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der ins Rauminnere eines Geschosses geleitete Luftstrom X im wesentlichen geschoßbodenseitig vorgesehen ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß Querriegel (56) mit Luftschlitzen (55) für den Austritt von Luft ins Rauminnere vorgesehen sind.

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32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet , daß der Lufttransport durch einzelne Geschosse im wesentlichen durch hohlprofilierte Vertikalpfosten (51) vorgesehen ist.

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