DE29512166U1

DE29512166U1 - Wandelement

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Publication number: DE29512166U1
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Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2005-07-29
Also published as: DE19627967A1

Description

DIPL.-ING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER'KOSEI plf*L*lft$ "P^TER SOBISCH

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Patentanwälte Rose, Kose! & Sobisch
Odastrasse 4a, D-37581 Bad Gandersheim

Odastrasse 4a D-37581 Bad Gandersheim Germany

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2149/456

Datum/Date

27. Juli 1995

Karl Heinz Vahlbrauk

BESCHREIBUNG

Wandelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wandelement entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wandelemente des Hochbaus - es kann sich um Außen-, jedoch auch um Trennwände und/oder um Dachkonstruktionen handeln - sind stets zumindest mit Hinblick auf die Erfüllung statischer und wärmedämmender Funktionen hin ausgestaltet, und zwar durch Wahl eines geeigneten Werkstoffs sowie durch entsprechende Dimensionierung der einzelnen Bauteile, so daß die, sich aus der Einbindung des einzelnen Bauteils in einer Gebäudestruktur ergebenden Anforderungen erfüllt werden. Wärmedämmend und baustatisch wirksame Bauelemente werden hierbei im allgemeinen nebeneinander eingesetzt und kommen bauseitig häufig als industriell mehr oder weniger weit vorgefertigte Bauteile zum Einsatz.

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PS/La

Bankkonto: NORD/LB, NL Bad Gandersheim (BLZ 250 500 00), &Kgr;».-*&Ngr;&sfgr;£2·&Mgr;&bgr; 97?) »^oitgiftSkonto::?jstteank Hannover (BLZ 250 100 30), Kto.-Nr. 667 15-307 Sürozeit; Mo -Fr 7.30- 12,30 und 14.00- 17.00 Uhr .:.. ..*...* .·..·* J I I V*

03- Die Anforderungen an derartige Wandelemente gehen jedoch erheblich über die bloße Erfüllung von baustatischen und Warmedammfunktionen hinaus. So wird durch den zunehmenden Zwang zur Baurationalisierung die Integration weiterer gebäudetechnischer Funktionen in das einzelne Wandelement erzwungen. In diesem Zusammenhang ist der aus Kostengründen zunehmende Druck zur Senkung des Energiebedarfs eines Gebäudes zu nennen, welches einerseits durch eine verbesserte Wärmedämmung sowie die hiermit verbundene Senkung von Wärmeverlusten, andererseits jedoch auch durch zusätzliche Einbindung von Solarenergie in den Energiebedarfsplan eines Gebäudes zum Ausdruck kommt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Wandelement der eingangs bezeichneten Art zu konzipieren, welches in einfacher Weise nicht nurr auf die Erfüllung baustatischer und Wärmedämmfunktionen, sondern auch mit Hinblick auf die Erfüllung sonstiger gebäudetechnischer Funktionen hin ausgestaltet ist, insbesondere mit Hinblick auf die Gewinnung und Umsetzung von Solarenergie. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Wandelement durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach ein Schichtenaufbau des Wandelements, der durch zwei äußere, unter anderem baustatische Funktionen erfüllende Schichten gekennzeichnet ist, welche Schichten in einem mittleren Bereich durch eine wärmedämmend wirksame Schicht voneinander getrennt sind. Dadurch, daß sämtliche dieser Schichten aus anorganischen Werkstoffen bestehen, erfüllt dieses Wandelement sämtliche Belange des vorbeugenden Brandschutzes dahingehend, daß auch im Brandfall von

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Ul diesem keine Gefahr beispielsweise durch Rauchgase oder gegebenenfalls sogar toxisch wirkende Schwelgase - wie bei einigen organischen Wärmedämmstoffen - ausgeht. Dadurch, daß die äußeren Schichten nicht nur mit Hinblick auf die Erfüllung baustatischer Funktionen ausgelegt sind, sondern auch unter dem Gesichtspunkt der Wärmespeicherung, ergibt sich der weitere Vorteil, daß das Wandelement im Rahmen eines Gebäudes, 2.8. einer Außenwand, derart zur Südseite hin angeordnet sein kann, so daß Solarenergie in diese Schicht eingekoppelt werden kann. Die weitere Verwertung dieser Energie kann in Verbindung mit einem, dem Transport dieser Energie dienenden Wärmeträgermedium in vielfältiger Weise erfolgen. Wesentlich ist, daß aufgrund der mittleren Wärmedämmschicht die beiden baustatisch wirksamen Schichten thermisch völlig getrennt sind, so daß die Nutzung der außenseitig eingekoppelten Energie willkürlich nach Maßgabe des Energiebedarfs des Gebäudes erfolgen kann. Indem die baustatisch wirksamen Schichten profiliert ausgebildet sind, wobei vorzugsweise solche Profilierungen in Betracht kommen, die auf konstruktivem Wege eine Versteifung der Schicht zur Folge haben, kann der Materialaufwand für das einzelne Wandelement trotz unveränderter Festigkeitseigenschaften in Grenzen gehalten werden. Auf diesem Wege kann gleichzeitig der Montageaufwand für eine gesamte Wand, die aus mehreren derartiger Wandelemente zusammengesetzt ist, deshalb in Grenzen gehalten werden, weil das einzelne Wandelement größer ausgebildet werden kann, ohne daß bauseitig die Notwendigkeit der Verwendung eines schweren Hebegerätes zu dessen Handhabung besteht. Derartige Wandelemente sind entsprechend ihrer wärmetechnischen Funktionen an den Stellen des Gebäudes angeordnet, an denen entweder eine Einkopplung von Solarenergie erwünscht ist hierbei kann es sich um Außenwandungen, jedoch auch um

Ol Dachkonstruktionen handeln - sowie an den Stellen, an denen eine Verwendung der eingekoppelten Energie erwünscht ist, sei es im Rahmen einer Wärmepumpenanlage, sei es im Rahmen eines sonstigen Wärmespeichers, sei es zur Warmwasserbereitung oder sei es lediglich zur unmittelbaren Temperierung sowie Klimatisierung von Räumen.

Die Merkmale des Anspruchs 2 sind auf die nähere Ausgestaltung der Profilierungen der baustatisch wirksamen Schichten gerichtet. Diese sind hiernach derart ausgestaltet, daß sich rillenartige Ausnehmungen in wenigstens einer Oberfläche der Schicht ergeben, wobei durch Abdeckung dieser Ausnehmungen mittels besonderer Abdeckplatten durchgängige Kanäle realisierbar sind, die querschnittsmäßig durch die Abmessungen der genannten Ausnehmungen bestimmt sind. Die Nutzung dieser Ausnehmungen kann wiederum in vielfältiger Weise, beispielsweise zur Aufnahme von Installationseinrichtungen wie elektrischen Leitungen aller Art, jeodch auch Rohrleitungen zur Ver- und Entsorgung sowie von Leitungen zur Be- und Entlüftung genutzt werden. Die Ausnehmungen können jedoch auch unmittelbar als Medienleitungen genutzt werden. Derartige Profilierungen können sich auf einer Seite der baustatischen Schichten, vorzugsweise deren jeweiliger Außenseiten befinden. Sie können sich jedoch grundsätzlich auch auf deren Innenseiten befinden .

Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 sind auf die werkstoffliche Ausbildung der baustatischen Schichten sowie der wärmedämmend wirksamen Schichten gerichtet. Im Rahmen der erstgenannten Schichten finden hiernach vorzugsweise Beton, Magnesit, Dolomit oder ein vergleichbarer anorganischer Werkstoff von entsprechend hoher Wärmespeicherfähigkeit Verwendung. Zusätzlich zur

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Ol Wärmespeicherfähigkeit ist dieser Werkstoff außenseitig zwecks Verbesserung der Einkopplung von Wärmestrahlung dunkel eingefärbt. Die wärmedämmend wirksame Schicht besteht aus einem anorganischen Schaumwerkstoff, vorzugsweise einem Geopolymer-Schaumwerkstoff.

Die Ausnehmungen der baustatisch wirksamen Schichten und gegebenenfalls weitere, diese Schichten durchziehende Bohrungen sowie Kanäle können zur Führung eines Wärmeträgermediums benutzt werden, über welches die in diesen Schichten gespeicherte Wärme entweder abführbar ist oder über welches diesen Schichten gegebenenfalls auch Wärme zuführbar ist. Um eine gleichmäßige wärmetechnische Erfassung der gesamten Wandungsstruktur zu gewährleisten, bilden diese Ausnehmungen bzw. Bohrungen ein flächenhaftes, die gesamte Wandung gleichförmig durchsetzendes Netzwerk, so daß kürzestmögliche Wärmeübertragungswege zwischen jedem Bereich der baustatisch wirksamen Schichten und dem strömenden Wärmeträgermedium gegeben sind.

Die Abdeckplatten bestehen entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8 aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit wie z.B. Glas oder Metall, wobei diese Werkstoffe darüber hinaus im Oberflächenbereich zur Verbesserung der Absorption von Wärmestrahlung dunkel eingefärbt und profiliert ausgebildet sind.

Die Merkmale der Ansprüche 9 bis 12 sind auf die weitere Ausbildung der baustatisch wirksamen Schicht gerichtet. Diese kann hiernach als ebene Flächenstruktur oder auch als winklige oder gekrümmte Wandungsstruktur ausgebildet sein. Die Schicht als solche kann durch einzelne, umfangsseitig aneinandergesetzte, vorzugsweise stofflich homogen miteinander verbundene, insbesondee verklebte

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Ul Plattenelemente gebildet sein - in Betracht kommen jedoch auch Aneinanderreihungen von Baustäben.

Insbesondere dann, wenn die durch die Abdeckplatten überdeckten Ausnehmungen zur Aufnahme von Installationseinrichtungen dienen, stehen die Abdeckplatten entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 13 lösbar mit der baustatisch wirksamen Schicht in Verbindung.

Die Merkmale der Ansprüche 14 bis 16 sind auf die weitere Ausgestaltung der Baustäbe gerichtet. Hiernach finden diese in der Form von Hohlstäben Verwendung, wobei die Nutzung der durch die Hohlstäbe umschlossenen Hohlräume wiederum in gleicher Weise wie diejenige der außenseitigen, durch Abdeckplatten überdeckten Ausnehmungen erfolgen kann. Diese Hohlräume können somit ebenfalls zur Realisierung eines flächenhaften Netzwerkes zur Führung eines Wärmeträgermediums genutzt werden, um die in der Substanz der Baustäbe gespeicherte Energie unter kürzest möglichen Warmeübertragungswegen gewinnen zu können. Im Bedarfsfall können diese Hohlräume jedoch auch mit baustatischen Massen gefüllt werden, die vorzugsweise werkstoffgleich zur Grundsubstanz des Baustabs gewählt sind. Indem die Baustäbe außenseitig die Gestalt eines regelmäßigen Polygons aufweisen, können die Querschnittsflächen derart gewählt v/erden, daß sich geometrisch günstige Konstellationen einerseits zur Bildung ebener Flächenstrukturen, andererseits jedoch auch zur Bildung winkliger oder räumlich gekrümmter Flächenstrukturen realisieren lassen. Die Hohlräume können auch lediglich der Aufnahme von Installationseinrichtungen wie elektrisehen Leitungen oder Rohrleitungen aller Art dienen.

Die Merkmale des Anspruchs 17 sind auf die Nutzung wenigstens einer baustatisch wirksamen Schicht vollstän-

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Ol dig zur Wärmespeicherung hin ausgelegt. Diese Schicht ist hiernach beidseitig in eine wärmedämmend wirksame Schicht eingeschlossen und die umfangsseitige Einbindung einer solchen Schicht erfolgt naturgemäß gleichermaßen unter dem Gesichtspunkt der Wärmedämmung. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, überschüssige Wärme zwischenzuspeichern, um diese gespeicherte Energie zeitlich versetzt in der üblichen Weise nutzen zu können,

Die Merkmale der Ansprüche 18 und 19 sind auf die weitere Ausgestaltung der die baustatisch wirksame Schicht bildenden Plattenelemente gerichtet. Durch entsprechende Bemessung der Rippen im Verhältnis zur sonstigen Dicke der Platten bzw. durch entsprechende Bemessung der Amplituden der Wellen der Wellenplatten relativ zur sonstigen Dicke dieser Plattenelemente besteht auf rein konstruktivem Wege die Möglichkeit einer erheblichen Festigkeitssteigerung dieser Bauelemente.

Nach Maßgabe der Profilierung, insbesondere sonstigen Oberflächengestaltung und -einfärbung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 20 werden die baustatischen Schichten auch unmittelbar zur Absorption von Solarenergie eingesetzt.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wandelements im Horizontalschnitt;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wandelements im Horizontalschnitt;

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Ol Fig. 3 ein drittes Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wandelements im Horizontalschnitt.

Mit 1, 2 sind in Fig. 1 zwei, unter Belassung eines horizontalen und konstanten Abstands 3 vertikal angeordnete Plattenelemente bezeichnet, die einen Teil einer Außen- oder Innenwandung eines Gebäudes bilden, wobei es sich um eine statisch tragende oder auch lediglich um eine Trennwand handeln kann. Die Fixierung der Plattenelemente 1, 2 aneinander und relativ zueinander erfolgt über geeignete, zeichnerisch nicht dargestellte Distanzhalter. Die inneren und äußeren Oberflächen 4, 5 der Plattenelemente 1, 2 weisen eine Wellenstruktur auf, wobei sich die einzelnen Wellenzüge vertikal erstrecken. Die Plattenelemente 1, 2 sind im übrigen derart bemessen, daß die gleich beschaffenen und zueinander orientierten Oberflächen 4, 5 einen konstanten Abstand 6 aufweisen - senkrecht zu zwei, jeweils den Wellengipfel der Oberflächen 4, 5 tangierenden Ebenen gesehen.

Die Plattenelemente 1, 2 bestehen aus einem Werkstoff von hoher Warmespeicherfähigkeit, beispielsweise Beton, Dolomit, Magnesit oder dergleichen. Zur Erhöhung der Festigkeit können in diesen Werkstoff geeignete Armierungselemente eingebunden sein.

Die Plattenelemente 1, 2 können werkseitig als Fertigbauteile in einer solchen Größe bereitgestellt werden, welche bauseitig ein manuelles Handhaben ohne die Notwendigkeit eines schweren Hebezeugs gewährleistet. Sie werden umfangsseitig in geeigneter Weise, vorzugsweise stoffhomogen miteinander verbunden. Zur Erleichterung der Montage können umfangsseitig Gestaltungsformen nach Art von Nuten bzw. Stegen vorgesehen sein, die zum formschlüssigen Eingriff in benachbarte Plattenelemente

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Ol bestimmt sind.

Der durch den konstanten Abstand 3 definierte Zwischenraum 7 ist mit einer Schicht aus Geopolymer-Schaumwerkstoff ausgefüllt, wobei der Abstand 3 und damit die Dicke dieser Schaumstoffschicht nach Maßgabe einer Mindestwärmedämmfahigkeit gewählt sind. Der Schaumwerstoff wird vorzugsweise bauseitig als Ortschaum in diesen Zwischenraum eingebracht. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, ein Bauelement, bestehend aus den beiden Plattenelementen I₁ 2 nebst ausgeschäumtem Zwischenraum 7, als Fertigbauteil werkseitig zur Verfügung zu stellen.

Mit 8, 9 sind Abdeckplatten bezeichnet, welche die Wellengipfel der äußeren Oberflächen 5 der beiden Plattenelemente 1, 2 jeweils tangieren, so daß das erfindungsgemäße Wandungselement ebene Außenseiten aufweist. Die Abdeckplatten bestehen aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. Beton oder auch Glas oder Metall und sind in geeigneter Weise im Bereich der Wellengipfel oder an sonstigen Stellen mit den Plattenelementen 1, 2 verbunden.

Aufgrund der Wellenstruktur ergeben sich zwischen den Innenseiten der Abdeckplatten 8, 9 und den äußeren Oberflächen 5 der Plattenelemente 1, 2 jeweils Ausnehmungen 10, die in unterschiedlichster Weise nutzbar sind.

Lediglich beispielhaft sind in der Zeichnungsfigur 1 Kabelleitungen 11 sowie Rohrleitungen 12 angedeutet, die sich innerhalb der Ausnehmungen 10 befinden und innerhalb derselben in geeigneter Weise befestigt sind. Bei den Kabelleitungen kann es sich um Leitungen der Ener-

-IU-

gieversorgung, jedoch im weitesten Sinne auch um Leitungen zur Informationsübertragung, z.B. zur Übertragung von Bild, Ton und Daten handeln. Bei den Rohrleitungen 12 kann es sich um Rohrleitungen zur Ver- und Entsorgung handeln, insbesondere um Leitungen zur Führung von Warmund Kaltwasser. Eine weitere Nutzung der Ausnehmungen kann in der Nutzung als Be- und Entlüftungsleitung dienen, wobei in diesen Fällen im Rahmen des Wandungselements geeignete Ein- und Austrittsöffnungen vorgesehen sind und wobei die einzelnen Leitungen 10 zu einem flächenartigen Leitungsnetzwerk zusammengeschaltet sind. Die Abdeckplatten 8, 9 sind in diesen Fällen zur vereinfachten Durchführung von Wartungsarbeiten zweckmäßigerweise lösbar an den Plattenelementen 1, 2 befestigt.

Aufgrund der hohen Wärmespeicherfähigkeit der Plattenelemente 1, 2 besteht die Möglichkeit, die in diesen gespeicherte Wärme in einer Wärmepumpenanlage zu nutzen. In diesen Fällen muß die gespeicherte Wärme in geeigneter Weise auf ein Wärmeträgermedium übertragen werden, über welches diese Wärme dem Verdampfer einer Wärmepumpenanlage zugeführt wird. Dieses Wärmeträgermedium kann Luft oder auch eine Flüssigkeit sein, die beispielsweise die Ausnehmungen 10 durchströmt und hierbei über die Oberflächen 5 in wärmeleitendem Kontakt mit den Plattenelementen 1, 2 steht. Es ist darüber hinaus jedoch auch möglich, die Plattenelemente I₁ 2 mit durchgehenden Ausnehmungen auszurüsten, welche durch das Wärmeträgermedium durchströmt werden, welches auf diese Weise die in dem Plattenelement 1, 2 gespeicherte Wärme aufnimmt.

Im Falle der Nutzung der Ausnehmungen 10 zur Führung eines Wärmeträgermediums ist die Verbindung zwischen den Abdeckplatten 8, 9 an den Wellengipfeln der Oberflächen 5 zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß die einzelnen Ausnehmungen 10 im Umfangsbereich abgedichtet sind,

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Ol so daß sich definierte Strömungs- und - hiermit zusammenhängend - Wärmeübertragungsverhältnisse ergeben.

Aufgrund des Zwischenraumes 7 aus einem wärmedämmend wirkenden Stoff können beiderseits dieses Zwischenraumes 7 unterschiedliche Temperaturverhältnisse herrschen, so daß die beiden Plattenelemente 1, 2 als wärmetechnisch entkoppelt angesehen werden können.

Handelt es sich beispielsweise um die tragende Außenwand eines Gebäudes, die zur Südseite hin orientiert ist,

^O kann über die Plattenelemente 1 Solarenergie aufgenommen und gespeichert werden, welche durch entsprechende Steuerung des Flusses eines Wärmeträgermediums in definierter Weise abführbar ist. Das Plattenelement 1 und das Plattenelement 2 können wahlweise einzeln oder beide mit einer Wärmepumpenanlage zur Warmwasserbereitung oder mit einem Wärmespeicher leitungstechnisch zusammengeschaltet sein - sie können jedoch auch unterschiedlichen Wärmeverbrauchern zugeordnet werden. In dieser Hinsicht besteht völlige Gestaltungsfreiheit.

Anstelle der Nutzung in einer Wärmepumpenanlage besteht die Möglichkeit, die gespeicherte Energie zur Nordseite oder einer sonstigen gewünschten Stelle des Gebäudes lediglich umzuleiten.

Im Falle der Bestimmung derartiger Wandbauelemente zur Einkopplung von Solarenergie ist zweckmäßigerweise nur der Teil des Gebäudes aus erfindungsgemäßen Wandungselementen aufgebaut, die zur Einkopplung dieser Strahlung überhaupt in Betracht kommen. Die übrigen Wandungen können in an sich bekannter Weise nach außen wärmegedämmt sein.

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Ol Aufgrund der Wellenstruktur der Plattenelemente, insbesondere dann, wenn die Amplitude der Wellenstruktur gegenüber der Dicke 6 keine vernachlässigbare Größenordnung aufweist, ergibt sich eine erhöhte Biegesteifigkeit - senkrecht zu deren Grundebene gesehen - so daß auch mit relativ massearmen Plattenelementen Wandungselemente von hoher Festigkeit herstellbar sind.

Anstelle des in Fig. 1 gezeigten, lediglich durch zwei voneinander unter Zwischenanordnung einer wärmedämmenden Schicht beabstandeten Plattenelementen 1, 2 können auch weitere Plattenelemente, vorzugsweise wiederum unter Zwischenanordnung wärmedämmend wirkender Schichten zusammengefügt sein, beispielsweise wenn dies aus statischen Gründen erforderlich ist oder wenn eine erhöhte Wärmespeicherfähigkeit des Wandungselements erwünscht ist. In diesen Fällen muß lediglich das, keinen wärmeleitenden Kontakt zur Außenseite aufweisende Plattenelement in geeigneter Weise über ein Wärmeträgermedium mit den anderen Plattenelementen zwecks Wärmeübertragung in Verbindung gebracht werden.

Weitere Variationsmöglichkeiten können dahingehend vorgenommen v/erden, daß - senkrecht zur Grundebene des Wandungselements gesehen - lediglich ein wärmespeichernd wirkendes Plattenelement vorgesehen ist, welches über eine wärmedämmend wirkende Schicht mit einer konventionellen Wandung in Verbindung steht.

Man erkennt aus obigen Ausführungen, daß das erfindungsgemäße Wandungselement multifunktional ausgebildet ist und neben Belangen der Baustatik, der Raumtrennung, der Aufnahme von elektrischen Leitungen sowie Rohrleitungen der Ver- und Entsorgung ferner auch der Wärmeeinkopplung, -speicherung und -verteilung dient.

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■13-

Ol In den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 sind Funktionselemente, die mit denjenigen der Fig. 1 übereinstimmen, entsprechend beziffert, so daß auf eine diesbezügliche wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.

Fig. 2 zeigt ein Wandelement, welches funktional in gleicher Weise wie dasjenige der Fig. 1 im Hochbau eingesetzt werden kann. Die Plattenelemente 1, 2 sind hierbei jeweils durch seitliche Aneinanderreihungen 13, 14 untereinander gleicher, sich vertikal erstreckender, außenseitig die Gestalt eines regelmäßigen Achtecks aufweisender Baustäbe 15, 16 gebildet, welche Aneinanderreihungen 13, 14 jeweils global ebene Strukturen bilden und unter Belassung eines Zwischenraumes 7 relativ zueinander angeordnet sind.

Die Baustäbe 15, 16 bestehen aus einem, den Plattenelementen 1, 2 identischen Werkstoff und umschließen jeweils durchgängige, sich in deren Längsrichtung erstreckende, im Querschnitt kreisförmige Hohlräume 17,

18. Die Baustäbe stehen im Bereich ihrer einen Seitenfläche 19 vorzugsweise stoffhomogen miteinander in Verbindung und es werden die beiden Aneinanderreihungen 13, 14 wiederum über zeichnerisch nicht dargestellte Abstandhalter in ihren Positionen relativ zueinander derart gehalten, daß sich ein Zwischenraum 7 definierter Abmessungen ergibt. Der genannte Zwischenraum 7 ist wiederum mittels eines Geopolymer-Schaumwerkstoffs lückenlos ausgefüllt, welcher vorzugsweise bauseitig als Ortschaum eingesetzt wird.

Entsprechend der Querschnittsgeometrie der Baustäbe 15, 16 sind durch seitliches Aneinanderfügen auch solche

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-14-

Ol Aneinanderreihungen unter Anwendung gleicher Verbindungstechniken realisierbar, welche den Eckenbereich eines Gebäudes nachbilden, bei welchem zwei aneinandergrenzende Wandungsebenen einander unter einem Winkel von

90° schneiden.

Entsprechend der Querschnittsgeometrie der Baustäbe 15, 16 ergeben sich im Bereich deren äußerer Oberflächen zur Außenseite hin durch die zugekehrten Flächen der Abdeckplatten 8, 9 begrenzt - jeweils im Querschnitt dreieckförmige, sich in Längsrichtung der Baustäbe erstreckende Ausnehmungen 20, die grundsätzlich wiederum in gleicher Weise wie die Ausnehmungen 10 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 nutzbar sind. Diese Ausnehmungen 20 können mit wenigstens einem Teil der Hohlräume 17 ein zusammenhängendes, flächenhaftes Netzwerk zur Führung eines Wärmeträgermediums bilden, über welches die, in der wärmespeichernd wirkenden Substanz der Baustäbe 15, 16 gespeicherte Wärme abführbar und in oben bereits dargelegter Weise verwertbar ist oder über welches diese Substanz zwecks Speicherung von Wärme beheizbar ist. Letztgenannte Variante setzt eine im übrigen wärmegedämmte Anordnung der jeweiligen Aneinanderreihung 13, 14 voraus.

Im Bedarfsfall kann jedoch zur statischen Verstärkung des Wandelements ein Teil der Hohlräume 17, 18 auch werkstoffgleich mit der übrigen Substanz des Baustabes ausgefüllt sein, wobei sich auf diese Weise gleichzeitig die Wärmespeicherfähigkeit der Gesamtstruktur erhöhen läßt.

in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 können wiederum mehrere - senkrecht zur Ebene des Wandungselements aufeinanderfolgende Aneinanderreihun-

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Ol gen, welche jeweils durch Zwischenräume 7, die mit einem wärmedämmend wirkenden Werkstoff, vorzugsweise aus Geopolymer-Schaumwerkstoff gefüllt sind, nebeneinander angeordnet werden, insbesondere dann, wenn ein erhöhtes Speichervermögen des Wandungselements erwünscht ist.

Das Wandungselement gemäß Fig. 3 wiederum zeigt Plattenelemente 21, 22 deren eine, nämlich innere Oberfläche 23 eben und deren jeweils äußere Oberflächen 24 eine regelmäßige Anordnung von sich senkrecht zur Ebene des Wandungselements erstreckenden Rippen 25 aufweisen. Die ebenen inneren Oberflächen 23 der beiden Plattenelemente 21, 22 sind wiederum unter Belassung eines mit einem Geopolymer-Schaumwerkstoff ausgefüllten Zwischenraumes 7 zueinander gehalten. In Abweichung von den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 hingegen ist lediglich die eine Seite 26 des Wandungselements mit einer Anordnung von ebenen Abdeckplatten 8 versehen, so daß sich entsprechend der Geometrie der genannten Rippen 25 eine Anordnung von sich vertikal erstreckenden Ausnehmungen 27 ergibt. Die Nutzung dieser Ausnehmungen 27 erfolgt in gleicher Weise wie diejenige der Ausnehmungen 10, 20 der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2.

Die, der Seite 28 des Wandelements zugeordneten Rippen 25 dienen lediglich der Vergrößerung der zur Warmeübertragung zur Verfugung stehenden Fläche, so daß diese Seite beispielsweise eine Außenwandung eines Gebäudes bilden kann, welche zur Südseite in einer, zur Einkopplung von Solarenergie geeigneten Weise angeordnet ist. Die Plattenelemente 21, 22 können darüber hinaus mit durchgängigen Kanälen zur Führung eines Wärmeträgermediums ausgerüstet sein, um die in diesen gespeicherte Wärme effektiv abzuführen und im oben bereits dargelegten Sinne einer weiteren Verwendung zuzuführen. Die

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Ol Werkstoffgleich mit den Plattenelementen 1, 2 ausgebildeten Plattenelemente 21, 22 weisen aufgrund der Rippenausbildung eine hohe statische Belastbarkeit, insbesondere - senkrecht zur Plattenebene gesehen - eine hohe Biegefestigkeit auf.

Alternativ zu der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform können die Plattenelemente jedoch auch beidseitig mit Oberflächenstrukturen nach Art der gezeigten Rippen versehen sein, um mit möglichst massearmen Konstruktionen eine hohe statische Festigkeit zu erzielen. Die Massereduktion muß jedoch auch unter dem Gesichtspunkt durchgeführt werden, daß noch eine hinreichende Wärmespeicherfähigkeit zur Verfügung steht.

Die anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen möglichen Ausführungsbeispiele von Wandungselementen sind in eine Gebäudestruktur derart eingefügt, daß an den jeweils gewünschten Stellen des Gebäudes Sonnenstrahlung einkoppelbar ist, mittels eines Wärmeträgermediums zu einer anderen Stelle des Gebäudes überführbar, wiederum unter Verwendung der gezeigten Plattenelemente oder Aneinanderreihung von Baustäben speicherbar oder in sonstiger Weise einer Nutzung im oben dargelegten Sinne zuführbar ist. Entsprechend der Nutzung der Ausnehmungen 10, 20, 27 sind die diese verschließenden Abdeckplatten lösbar oder unlösbar angeordnet.

Die beiderseits des wärmedämmend wirkenden Zwischenraums angeordneten, wärmespeichernd wirkenden Plattenelemente oder dergleichen können wärmetechnisch, d.h. hinsichtlich der Führung eines Wärmeträgermediums völlig isoliert voneinander verwendet werden - sie können jedoch auch ein Verbundsystem bilden, entsprechend der jeweils projektierten Nutzung der Wärme im Rahmen eines Gebäudes.

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Ol Grundsätzlich kann jedoch ein Plattenelement oder eine Gruppe von Plattenelementen auch ausschließlich zur Wärmespeicherung benutzt werden - von deren statischer Funktion abgesehen. In diesem Fall ist/sind das Plattenelement/die Plattenelemente allseitig in wärmedämmend wirksame Schichten eingebunden und es kann über ein Wärmeträgermedium Wärme auf diese Plattenelemente übertragen werden oder umgekehrt. Die Plattenelemente erfüllen dann die Funktion eines Zwischenspeichers, dem die gespeicherte Wärme im Bedarfsfall über das Wärmeträgermedium entnehmbar ist.

Die genannten Plattenelemente sind funktional den genannten Aneinanderreihungen von Baustäben gleichwertig.

Anstelle einer vertikalen Orientierung der Ausnehmungen und Hohlräume kommt naturgemäß auch eine horizontale Ausrichtung in Betracht.

·■ If··

Claims

ANSPRÜCHE

1. Wandelement für den Hochbau, mit einem schichtenartigen Aufbau, innerhalb welchem jeweils überwiegend wärmedämmend und baustatisch wirksame Schichten vorgesehen sind, die untereinander in einer flächenhaften Verbindung stehen,

daß wenigstens zwei baustatisch und wärmespeichernd wirksame Schichten durch eine wärmedämmend wirksame Zwischenschicht getrennt sind,

daß die baustatisch und wärmedämmend wirksame Schicht auf zumindest einer Seite profiliert ausgebildet ist und

daß sämtliche Schichten aus einem anorganischen Werkstoff bestehen.

-2-PS/La

Bankkonto; NORD/LB, NL Bad Gandersheim (BLZ 250 500 00), ÜSb.-Nf22 11^97(5· Pqb1girol$into: fosfcjnkjHannover (BLZ 250 100 30), Kto.-Nr. 667 15-307 Sürozeit: Mo-Fr T.3Q- 12.30 und 14.00- 17.00 Uhr ·.··-.. ·.. r

-2-

Ol

2. Wandelement nach Anspruch I₁
dadurch gekennzeichnet,

- daß die wenigstens einseitige Profilierung auf der äußeren Oberfläche (5,24) der baustatisch und wärmedämmend wirksamen Schicht angeordnet ist,

- daß die Profilierung eine streifenartige, im Oberflächenbereich rillenartige Ausnehmungen (10,20,27) definierende Struktur aufweist und

- daß die Ausnehmungen (10,20,27) außenseitig durch Abdeckplatten (8,9) überdeckt werden.

3. Wandelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die baustatisch und wärmespeichernd wirksame Schicht aus Beton, Magnesit, Dolomit oder einem Werkstoff vergleichbarer Wärmespeicherfähigkeit besteht.

4. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die wärmedämmend wirksame Schicht aus einem anorganischen Schaumwerkstoff, insbesondere einem Geopolymer-Schaumwerksotf besteht.

5. Wandelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

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Ol dadurch gekennzeichnet,

- daß die Ausnehmungen (10,20,27) jeweils einer baustatisch und wärmedämmend wirksamen Schicht ein flächenhaftes Netzwerk zur Führung eines Wärmeträgermediums bilden,

6. Wandelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Ausnehmungen (10,20,27) jeweils zumindest einer baustatisch und wärmedämmend wirksamen Schicht zusammen mit diese Schicht durchziehenden Bohrungen ein flächenhaftes Netzwerk zur Führung eines Wärmeträgermediurns bilden,

7. Wandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Abdeckplatten (8,9) aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen, der im Oberflächenbereich zur Strahlungsabsorption ausgebildet ist.

8. Wandelement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Abdeckplatte (8,9) aus Metall oder Glas besteht.

9, Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

-4-

Ol dadurch gekennzeichnet,

- daß die baustatisch und wärmespeichernd wirksame Schicht durch Plattenelemente (1,2;21,22) gebildet ist,

10, Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

- daß die baustatisch und wärmespeichernd wirksame Schicht durch Aneinanderreihungen (13,14) von Baustäben (15,16) gebildet ist.

11. Wandelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Plattenelemente (1,2;21,22) bzw. die seitichen Aneinanderreihungen (13,14) als ebene Flächenstruktur ausgestaltet sind.

12. Wandelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Plattenelemente (1,2;21,22) bzw. die seitlichen Aneinanderreihungen (13,14) als winklige oder gekrümmte Wandstrukturen ausgebildet sind.

13. Wandelement nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

— O ~*

-5-

Ol - daß die Abdeckplatte (8,9) lösbar mit der baustatisch und wärmespeichernd wirksamen Schicht in Verbindung steht.

14. Wandlement nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Baustäbe (15,16) als Hohlstäbe ausgebildet sind.

15. Wandelement nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Baustäbe (15,16) außenseitig die Querschnittsgestalt eines regelmäßigen Polygons, insbesondere eines Achtecks aufweisen.

16. Wandelement nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Hohlräume (17,18) der Baustäbe (15,16) ein flächenhaftes Netzwerk zur Führung eines Wärmeträgermediums bilden.

17. Wandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche bis 16,

dadurch gekennzeichnet,

- daß wenigstens eine baustatisch und wärmespeichernd wirksame Schicht beidseitig in wärmedämmend wirksame Schichten eingebunden ist und

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-s-

Ol - daß diese baustatisch und warmespeichernd wirksame Schicht über eine in entsprechenden Bohrungen oder Kanälen geführtes Wärmeträgermedium in thermischer Verbindung mit wenigstens einer äußeren, baustatisch und wärmedämmend wirksamen Schicht steht.

18. Wandelement nach einem der Ansprüche 9, 11 bis 13 oder 17,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Plattenelemente (1,2) eine wellige Gestalt aufweisen.

19. Wandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche 9, 11 bis 13 oder 17,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Plattenelemente (21,22) als ebene, zumindest einseitig mit Rippen (25) versehene Platten ausgestaltet sind.

20. Wandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 19,

dadurch gekennzeichnet,

- daß wenigstens eine baustatisch und warmespeichernd wirksame Schicht unmittelbar zur Strahlungsabsorption bestimmt und ausgestaltet ist.