DE29722890U1 - Solid prefabricated wall with climate components - Google Patents
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Description
Erfinder: Architekt Dipl.-Ing. Lothar ArztInventor: Architect Dipl.-Ing. Lothar Arzt
PAss. Dipl.-Ing. Wolfgang ReimannPAss. Dipl.-Ing. Wolfgang Reimann
Massive Fertigteilwand mit KlimakomponentenSolid prefabricated wall with climate components
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Massive Fertigteilwände werden seit einigen Jahrzehnten in den unterschiedlichen Ausführungen mit unterschiedlichen Baumaterialien beim Hausbau verwendet. Sie haben ihre größte Verbreitung in der Plattenfertigteilbauweise gefunden, sowohl für Industrie-, Büro-, aber am verbreitetsten im Wohnungsbau.Solid prefabricated walls have been used in house construction for several decades in various designs with different building materials. They have found their greatest popularity in prefabricated panel construction, both for industrial and office buildings, but most of all in residential construction.
So werden bei der zunehmenden Herstellung von Ein- und Zweifamilienhäusern aus Fertigteilen auch massive Fertigteilwände aus verschiedenen Baustoffen verwendet. Typisch sind hier Betpnwände, Leichtbetonwände, in Formen gegossene Hohlziegelwände, sowie Betonwände auf der Grundlage von verlorenen Schalungen, besonders aus Hartschäumen und Holzspanplatten.For example, in the increasing production of single- and two-family houses from prefabricated parts, solid prefabricated walls made of various building materials are also being used. Typical examples are concrete walls, lightweight concrete walls, hollow brick walls cast in molds, and concrete walls based on lost formwork, particularly made of rigid foam and chipboard.
Die Beheizung bzw. Klimatisierung der oben benannten Gebäude erfolgt gegenwärtig vorwiegend nach alten traditionellen Methoden mit üblichen Heizkörpern oder mittels Fußbodenheizungen bei neuen Gebäuden mit Niedrigenergiehausstandard. Die Belüftung und Luftfeuchteregulierung erfolgt durchgängig über manuelle Belüftung der Räume über die Fenster oder über teilweise kostenaufwendige Frischluftsysteme mit oder ohne Wärmerückgewinnung aus der abgeführten Raumluft.The heating and air conditioning of the buildings mentioned above is currently carried out primarily using old traditional methods with conventional radiators or underfloor heating in new buildings with low-energy house standards. Ventilation and humidity control is carried out consistently by manually ventilating the rooms via the windows or by sometimes expensive fresh air systems with or without heat recovery from the exhausted room air.
Bei all den jetzt genutzten Heizungs- bzw. Klimaregulierungen in den neuen Wohngebäuden werden die Erkenntnisse und Herangehensweisen aus der Baugeschichte wenig oder nicht beachtet. Dies betrifft besonders die Nutzung von Lehm, Ton oder ähnlichen natürlichen Baumaterialien, die in der Lage sind, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen, aber auch abzugeben. Besonders wird die Nutzung der Erkenntnis vermißt, die großflächige Temperierung der Räume über die Wände als Strahlungsflächen (das sogenannte Kachelofenprinzip) vorzunehmen.With all the heating and air conditioning systems currently used in new residential buildings, little or no attention is paid to the knowledge and approaches from building history. This particularly applies to the use of loam, clay or similar natural building materials that are able to absorb moisture from the air and also release it. The use of the knowledge of controlling the temperature of large areas of rooms using the walls as radiant surfaces (the so-called tiled stove principle) is particularly lacking.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung vorzuschlagen, die alte und als günstig erkannte Prinzipien mit den heutigen technischen und technologischen Möglichkeiten und Erkenntnissen verbindet und somit eine Verbesserung des Raumklimas in den Gebäuden bei einer Minimierung der Herstellungs- und Betriebskosten erreicht.The object of the invention is to propose a solution that combines old and recognized as favorable principles with today's technical and technological possibilities and knowledge and thus achieves an improvement in the indoor climate in the buildings while minimizing production and operating costs.
Für die Nutzung einer Wand als Klimakompönente eignen sich physikalisch nur Wände, die von der Oberfläche her einen guten Temperaturaustausch und Feuchtigkeitsaustausch mit der Raumluft des Gebäudes ermöglichen.From a physical point of view, only walls that allow good temperature and moisture exchange with the air in the building are suitable for use as a climate component.
Von der Bautechnologie her sind nur solche Wandkonstruktionen als Klimakomponente geeignet, bei denen während des Herstellungsprozesses die Einbringung der Heiz- und Kühlelemente ohne großen Aufwand möglich ist. Für die Heiz- und Kühlelemente wird eine hohe Zuverlässigkeit während der gesamten Nutzungszeit des Bauwerkes, d. h. über mehrere Jahrzehnte gefordert. Für die Montage und den Anschluß der Heiz- und Kühlelemente werden hohe technische Zuverlässigkeit und einfache Montage gefordert.From a construction technology perspective, only wall constructions that allow the heating and cooling elements to be installed without great effort during the manufacturing process are suitable as climate components. The heating and cooling elements must be highly reliable throughout the entire service life of the building, i.e. over several decades. The installation and connection of the heating and cooling elements must be highly reliable and easy to install.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem in einer Tonbrandkernwand (als Leichtbetonwand ) vor dem Einbringen des Baustoffes in die Gußform eine oder mehrere Rohrschlangen für die Warmwasserheizung bzw. Kühlung eingelegt werden. Als vorteilhaft hat sich Mehrschicht-PE Rohr mit sauerstoffdichtem, metallischem Zwischenmantel erwiesen. Diese Rohre werden in großen Längen hergestellt und geliefert, sie lassen sich formstabil ohne spezielle Halterungen einfach einlegen und haben eine ausgewiesene lange Lebensdauer. Die Verwendung von Tonbrand als Füllstoff für den Leichtbeton kann im technologischen Herstellungsprozeß hinsichtlich seiner Fähigkeit der Feuchtigkeitsaufnahme bzw. abgabe beeinflußt werden. In geographischen Gebieten mit extremen Luftfeuchtigkeiten können die Fertigteilwände nachträglich innen mit einer 1,5 bis 2 cm starken Lehmputzschicht, oder anderen Luftfeuchtigkeitsauf- und abgebenden Material, beschichtet werden.According to the invention, the problem is solved by inserting one or more pipe coils for hot water heating or cooling in a clay core wall (as a lightweight concrete wall) before the building material is introduced into the mold. Multilayer PE pipe with an oxygen-tight, metallic intermediate jacket has proven to be advantageous. These pipes are manufactured and delivered in large lengths, they can be easily inserted without special brackets and have a proven long service life. The use of clay as a filler for the lightweight concrete can be influenced in the technological manufacturing process with regard to its ability to absorb or release moisture. In geographical areas with extreme humidity, the prefabricated walls can subsequently be coated on the inside with a 1.5 to 2 cm thick layer of clay plaster, or other material that absorbs and releases moisture.
Die Verwendung der Tonbrandkernwand als Klimawand setzt eine hohe Wärmedämmung der Tonbrandkernwand als Außenwand voraus und wird z.B. mit 200 mm starker PSE-Hartschaumdämmung problemlos erreicht. Bei der Verwendung als Innenwand entfallen die Wärmedämmanforderungeh.The use of the clay fire core wall as a climate wall requires a high level of thermal insulation of the clay fire core wall as an external wall and is easily achieved with 200 mm thick PSE rigid foam insulation, for example. When used as an internal wall, the thermal insulation requirements are omitted.
Bei der Wandheizung handelt es sich um eine Niedertemperaturheizung ähnlich der Fußbodenheizung nur sind hier die Voriauftemperaturen auf Grund der Großflächigkeit der Wände und der direkten Wärmeabstrahlung in den Raum noch niedriger als bei einer Fußbodenheizungen.Wall heating is a low-temperature heating system similar to underfloor heating, but the flow temperatures are even lower than with underfloor heating due to the large surface area of the walls and the direct heat radiation into the room.
Beim nachträglichen Einbau in vorhandene Gebäude als Innenwände - sogenannte Kachelwände - kann die Vorlauftemperatur höher gewählt werden und damit ein Kachelofen thermisch nachgebildet werden.When retrofitting into existing buildings as interior walls - so-called tiled walls - the flow temperature can be set higher and thus a tiled stove can be thermally simulated.
Da die Wände eine relativ hohe Masse für die Wärmespeicherung besitzen, können derartige Wandheizungen auch als Speicherheizungen z.B. mittels Nachtstrom und elektrischen Wärmepumpen kostengünstig betrieben werden. Diese Wandheizungen können mit allen Niedertemperaturheizungsanlagen betrieben werden.Since the walls have a relatively high mass for heat storage, such wall heaters can also be operated cost-effectively as storage heaters, e.g. using night-time electricity and electric heat pumps. These wall heaters can be operated with all low-temperature heating systems.
Die Nutzung der Wandflächen zur Raumkühlung ist besonders günstig, da hier nur geringe Temperaturabsenkungen auf Grund der Großflächigkeit der Wände zum Raum und der Temperaturstrahlung der Wand in dem Raum gegeben ist. Mit dieser Lösung werden Fragen des Taupunktes bei der Kühlung von Aufenthalts- bzw. Wohnräumen leichter beherrschbar. Die Kühlung der Wände kann mittels elektrischer Wärmepumpen, aber auch über Erdsonden oder Erdkollektoren und einer Umwälzpumpe erfolgen.The use of wall surfaces for room cooling is particularly advantageous, as there are only slight temperature reductions due to the large surface area of the walls to the room and the temperature radiation of the wall in the room. With this solution, questions of the dew point when cooling common or living rooms are easier to control. The walls can be cooled using electric heat pumps, but also using geothermal probes or geothermal collectors and a circulation pump.
Mittels spezieller Wärmepumpen ist im Winter die Beheizung der Wände und im Sommer ihre Kühlung möglich.Using special heat pumps, the walls can be heated in winter and cooled in summer.
Ein weiterer Vorteil besteht im ersatzlosen Wegfall der Fußboden- bzw. Heizkörper-heizung.A further advantage is the elimination of underfloor or radiator heating.
Einschränkungen gibt es hinsichtlich der nachträglichen mechanischen Bearbeitung der Wandflächen durch Bohren und Einschlagen von Nägeln, da hier eine Verletzung der eingelegten Heizrohre nicht ausgeschlossen werden kann. Durch Markieren der freien bzw. der gesperrten Wandfächen für eine Bearbeitung können mögliche schwer zu behebende Schaden an den Heiz-/Kühlleitungen ausgeschlossen werden.There are restrictions regarding the subsequent mechanical processing of the wall surfaces by drilling and hammering in nails, as damage to the inserted heating pipes cannot be ruled out. By marking the free or blocked wall surfaces for processing, possible damage to the heating/cooling pipes that would be difficult to repair can be ruled out.
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In einem Ausführungsbeispiel soll eine besonders vorteilhafte Ausführung einer massiven Fertigteilwand mit Klimakomponenten beschrieben werden. Die Rohrschlangen aus Mehrschicht-PE-Rohr werden in zwei oder mehr Kreisen entsprechend dem gewünschten, gestuften Temperatur- bzw. Temperaturstrahlungsniveau in die Gußform mit den anderen einzugießenden Komponenten eingelegt und fixiert. Am unteren Teil der Fertigteilwand werden die Rohrenden in einem vom Innenraum zugänglichen Anschlußkasten herausgeführt und mit Anschlußverbindungstücken versehen. Die Wand kann nach dem Vergießen und Aushärten des Tonbrand-Leichtbetons wie jede beliebige Wandplatte transportiert und auf den vorgesehenen Fundament- bzw. Wandflächen montiert werden. Nach der Montage werden die Verbindungsrohrleitungen im Anschlußkasten mit der Heiz- bzw. Kühlschlange der Wand nach üblicher Art, z.B. vom Fußboden aus verbunden und die Wandheizung ist fertig montiert und betriebsbereit.In one example, a particularly advantageous design of a solid prefabricated wall with climate components is to be described. The pipe coils made of multi-layer PE pipe are inserted and fixed in two or more circles in accordance with the desired, graduated temperature or temperature radiation level in the mold with the other components to be cast. At the lower part of the prefabricated wall, the pipe ends are led out in a connection box accessible from the interior and provided with connection connectors. After the clay-fired lightweight concrete has been poured and hardened, the wall can be transported like any other wall panel and mounted on the intended foundation or wall surfaces. After assembly, the connecting pipes in the connection box are connected to the heating or cooling coil of the wall in the usual way, e.g. from the floor, and the wall heating is fully assembled and ready for use.
Durch den gesonderten Anschluß der Heiz/Kühlsysteme jeder Einzelwand ist die Hausmontage wie bei jedem anderen massiven Fertigteilhaus möglich. Für die architektonische Gestaltung des Hauses ergeben sich keine gesonderten Anforderungen, so daß dieses System der Beheizung/Kühlung für alle Fertigteilhäuser mit Tonbrandkemwänden pnnzipiell geeignet ist.By connecting the heating/cooling systems separately for each individual wall, the house can be assembled as with any other solid prefabricated house. There are no special requirements for the architectural design of the house, so this heating/cooling system is basically suitable for all prefabricated houses with clay core walls.
Abb. 1 VorderansichtFig. 1 Front view
Abb. 2 Seitenansicht . 'Fig. 2 Side view . '
1. mäanderförmige Rohrschlange1. meandering pipe coil
2. Anschlüsse der Zufluß- und Rückflußleitung2. Connections of the inflow and return lines
3. über den Fußboden zugeführte Heiz-/ Kühlleitung3. Heating/cooling pipe supplied via the floor
4. Bereits bei der Herstellung der Wand vorgesehener Wandschacht für den Rbhranschluß4. Wall shaft for pipe connection already provided during construction of the wall
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980520 |
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| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20011002 |