DE3035931A1

DE3035931A1 - Wandelement fuer gebaeude

Info

Publication number: DE3035931A1
Application number: DE19803035931
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Vahlbrauk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-24
Filing date: 1980-09-24
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE3035931C2

Description

Wandelement für Gebäude
Die Erfindung bezieht sich auf ein als Heiz- und Kühlvorrichtung dienendes Wandelement für Gebäude.
Es ist bekannt, für Heizzwecke Metallheizkörper in Gebäuden zu verwenden, die in verschiedener Formgebung derart ausgebildet sind, daß ein solcher Metallheizkörper -innen das jeweilige wärmefördernde Medium führt, z.B.
Heiz- oder auch Kühlwasser. Solche Metallheizkörper sind in verschiedenen Größen und Ausbildungen als Radiatoren oder Heizplatten ausgebildet und werden je nach dem Bedarf im zu beheizenden Raum in ihrer Größe ausgewählt und montiert. Die Beherrschung der Anforderungen an die Installation von Heizkörpern nimmt mit der Verschärfung von Vorschriften in bezug auf die Energieeinsparung erheblich zu. Zum anderen steigt die Tendenz, in der modernen Bautechnik industrielle Vorfertigung einzusetzen und so weit wie möglich der Installation dienende Bauteile in den allgemeinen Aufbau des Gebäudes einzubeziehen. Dies ist praktisch bei den bekannten Metallheizkörpern nicht möglich. Die bauseitige Erfüllung aller Normen stößt auf Begrenzungen, die aus den eingeschränkten Möglichkeiten der Handwerker am BaQ esultieren und auf der anderen Seite aus der Abhängigkeit von menschlicher Zuverlässigkeit in der Arbeitsausführung. Das Einhalten der vorgeschriebenen Dämmwerte ist kaum vorhersehbar und nachträglich kontrollierbar, so daß immer stärker die Forderung nach kompletten Funktionsbauteilen besteht, die als typengeprüfte Teile beim Bau Verwendung finden können. Ein weiteres besonderes Problem ergibt sich bei den für solche Metallheizkörper erforderlichen Heizkörpernischen, die ja in den Gesamtbau einbezogen sein müssen und insbesondere baustatische Funktionen übernehmen müssen, wobei andererseits jedoch möglichst hohe Wärmedämmung zur Einhaltung der vorgeschriebenen Normen erforderlich ist. Dies erfordert bei den bekannten Metallheizkörpern erheblichen Aufwand und kann doch nur unzureichend erfüllt werden. Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich dabei bei der Anbringung der Heizkörper mit Haken und Schellen o. dgl., die zu unkontrollierbaren Wärmebrücken führen und damit auch aufwendige Wärmedämmmaßnahmen zunichte machen können, insbesondere bei den geschilderten unzulänglichen Ausführungen am Bau.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein als Heiz- und Kühlvorrichtung dienendes Wandelement für Gebäude zu schaffen, bei dem sowohl die Forderungen an die Energieeinsparung und damit an die Wärmedämmung erfüllt werden als auch zugleich ermöglicht wird, dieses Wandelement auch als statische Funktionen übernehmendes Bauteil in das Gebäude einzubeziehen und damit die geschilderten Schwierigkeiten zu beseitigen, Dabei soll das Wandelement einfach aufgebaut, aus einfachen Werkstoffen hergestellt und leicht zu montieren sein. Ferner soll insbesondere auch die industrielle Vorfertigung solcher Wandelemente ermöglicht bzw. gefördert werden.
Dies wird nach der Erfindung vor allem erreicht durch ein Wandelement der angegebenen Art, das gekennzeichnet ist durch einen Stützkörper mit U-förmigem Querschnitt aus hochdichtem Zement, einen zwischen dessen Schenkeln angeordneten, an dessen Basis anliegenden plattenförmigen inneren Isolierkörper aus keramischem Schaumwerkstoff und einen plattenförmigen, auf der vom Stützkörper abgewandten Seite in einer Ausnehmung des Isolierkörpers angeordneten plattenförmigen Heiz- und Kühlkörpers aus hochdichtem Zement mit,darin eingebetteten oder eingeformten, das wärmefördernde Medium führenden Heiz- und Kühlleitungen. Als keramischer Schaumwerkstoff kommt insbesondere ein keramisch gebundener Blähtonkörper infrage, wie er z.B. in der DE-PS 19 14 372 beschrieben ist. Anstelle des Blähtons können jedoch auch andere blähfähige keramische Werkstoffe eingesetzt werden, z.B. Blähschiefer o. dgl.. Der Stützkörper aus dem hochdichten Zement gewährl ei stet die erforderliche statische Festigkeit des Wandelements. Der Isolierkörper aus keramischem Schaumwerkstoff nimmt seinerseits an der Tragfähigkeit des Wandelements teil, führt jedoch vor allem zu einer hohen Wärmedämmung einerseits und zu einer hohen Speicherfähigkeit andererseits. Der Heiz- und Kühlkörper aus dem hochdichten Zement bildet ein in das Wandelement besonders einfach zu integrierendes Element. Stützkörper, Isolierkörper und Heiz- und Kühlkörper sind bei der Herstellung durch die hydraulische Bindung zwischen den Zementteilen einerseits und dem Schaumwerkstoff andererseits innig miteinander verbunden. Die Herstellung und insbesondere die industrielle Vorfertigung sind einfach und führen zu der geschilderten innigen Verbindung. Sowohl der hochdichte Zement als auch der keramische Schaumwerkstoff sind außerordentlich korrosionsfest.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung bestehen der Stützkörper und der Heiz- und Kühlkörper aus Hydrosol-Colloid-Zement. Dieser Hydrosol-Colloid-Zement läßt sich mit dem keramischen Schaumwerkstoff bei der Fertigung besonders innig im Wege hydraulischer Bindung vereinigen.
Zugleich weist er eine außerordentlich günstige Festigkeit zur Erfüllung der statischen Forderungen auf. Zweckmäßig ist dieser hochdichte Zement bewehrt, z.B. faserverstärkt oder durch Einbringung von Bewehrungsstählen oder dergleichen, insbesondere gilt dies für den Stützkörper.
Diese Bewehrung des hochdichten Zements und insbesondere des Hydrosol-Colloid-Zements trägt dazu bei, bei Erfüllung der statischen Anforderungen das gesamte Wand- element mit verhältnismäßig geringer Wanddicke herstellen zu können. Eine Beeinträchtigung der jeweiligen Bewehrung durch Korrosion wird praktisch ganz verhindert, da der Hydrosol-Colloid-Zement als aktiver Korrosionsschutz wirkt. Ein solcher aktiver Korrosionsschutz solcher Bewehrungen und insbesondere von Stahlbewehrungen wird auch dann aufrecht erhalten, wenn Haarrisse entstehen, und zwar durch einen sogenannten Selbstheilungsprozeß.
Ein besonders hinsichtlich der Wärmedämmung und Integration in die Gebäudewandung besonders vorteilhaftes Wandelement wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß auf der vom Heiz- und Kühlkörper abgewandten Seite des Stützkörpers wenigstens ein plattenförmiger äußerer Isolierkörper aus keramischem Schaumwerkstoff angeordnet ist. Dieser wirkt einerseits mittragend und führt andererseits zu einer weiteren hohen Wärmedämmung und Wärmespeicherfähigkeit innerhalb der Gebäudewandung. Eine besonders günstige Konstruktion wird hierbei erreicht, wenn der Stützkörper an seiner Basis durchbrochen ist und die rückwärtige Seite des inneren Isolierkörpers diesen Durchbruch durchdringt. Der Stützkörper übernimmt hierbei die jeweils erforderlichen statischen Festigkeitsfunktionen, während im übrigen das Wandelement außer dem Heiz- und Kühlkörper nahezu vollständig aus dem keramischen Schaumwerkstoff mit hoher Wärmedämmung und hoher Wärmespeicherung bestehen kann.
Weitere besondere Vorteile lassen sich durch eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wandelements erzielen, wenn die Heiz- und Kühlleitungen in den Zement des Heiz- und Kühlkörpers eingearbeitet sind, insbesondere des Heiz- und Kühlkörpers aus dem Hydrosol-Colloid-Zement.
Einerseits lassen sich die verschiedenen Leitungsführungen einfach in diesen Körper einarbeiten oder bei der Herstellung einformen. Hierbei sind waagerechte und senkrechte Leitungsführungen in der jeweils gewünschten Form möglich.
Der Hydrosol-Colloid-Zement als Wandungswerkstoff für die das wärmefördernde Medium führenden Heiz- und KUhlleitungen führt zu einer außerordentlich hohen Korrosionsfestigkeit dieser Leitungen, und es ist ein Betrieb in offenen Heiz- und Kühl systemen mit Sauerstoffzutritt ohne Nachteile möglich. Die Bewehrung der so gebildeten Zementplatte kann insbesondere mit mineralischen Fasern erfolgen. Die im Heiz- und Kühlkörper entstehende Wasserdampfdiffusion ist vernachlässigbar gering, es wirkt sich im übrigen die grundsätzliche Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit des so gebildeten Systems positiv aus, weil dieses System einen Beitrag zur Erhöhung und Konstanthaltung der Raumluftfeuchtigkeit leisten kann. Die in den Heiz- und Kühlkörper eingearbeiteten Leitungen sind durch Metallionen die regelmäßig in Heizsystemen und insbesondere in offenen Heizsystemen erwartet werden müssen, nicht angreifbar, und zwar weder durch Eisennoch durch Kupferionen oder dergleichen. Sollte es der jeweilige Anwendungsfall als zweckmäßig erscheinen lassen, so ist es möglich, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Wandungen der Heiz- und Kühlleitungen mit einer Beschichtung, insbesondere einer Kunststoffschicht, vor allem aus Acrylharz, gegen das Heiz- und Kühlmedium zu versiegeln.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Heiz-und Kühlkörper aus dem hochdichten Zement und insbesondere Hydrosol-Colloid-Zement auf seinen nicht vom inneren Isolierkörper umschlossenen Flächen mit seitlichen Ausnehmungen versehen sein, in denen die Enden der Heiz- und Kühlleitungen münden und miteinander verbindbar sind.
Hierbei können also auch die unterschiedlichsten Verbindungen der Heiz- und Kühlleitungen untereinander innerhalb des Heiz- und Kühlkörpers hergestellt werden, insbesondere die bei solchen Heizkörpern üblichen mäanderförmigen Leitungsführungen.
Ein weiterer baulicher Vorteil des erfindungsgemäß gestalteten Wandelements besteht darin, daß bei waagerechter Anordnung des Stützkörpers sein oberer Schenkel als Nutzfläche, insbesondere Fensterbank, ausgebildet sein kann.
Das Wandelement nach der Erfindung bringt hinsichtlich seiner Anwendungstechnik zusätzlich zu den eingehend geschilderten Vorteilen den weiteren Vorteil mit sich, daß infolge der hohen Wärmedämmung und der großen Wärmespeicherkapazität dieses Wandelement insbesondere bei Niedertemperatur-Heizungen besonders vorteilhaft ist.
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigen Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht des aus dem Stützkörper und dem äußeren Isolierkörper bestehenden Teils des Wandelements nach der Erfindung, Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht des vollständigen Wandelements nach der Erfindung Das Wandelement nach der Erfindung weist einen Stützkörper 1 mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt auf. Im Ausführungsbeispiel ist dieser Stützkörper in waagerechter Anordnung dargestellt, wie es der üblichen Anwendung eines solchen Wandelements entspricht. Der Stützkörper 1 besteht aus hochdichtem Zement, insbesondere aus Hydrosol-Colloid-Zement, der ferner zweckmäßig durch geeignete Materialien bewehrt ist, z.B. durch Fasern, insbesondere Mineralfasern, Stahlbewehrungen oder dergleichen. Der Stützkörper weist einen unteren Schenkel 1 a, einen oberen Schenkel 1b und eine Basis 1c auf. An seiner Basis 1c ist dieser «tzkörper durch- brochen zu einem hier rechteckigen Ausschnitt 2.
Die zur Gebäudeaußenseite gerichtete Fläche des Stützkörpers 2 ist mit einem plattenförmigen äußeren Isolierkörper 3 verbunden, der aus keramischem Schaumwerkstoff, insbesondere aus keramisch gebundenem Blähton, besteht. Der 80 aufgebaute Teil des Wandelements ist in Fig. 1 dargestellt.
Fig. 2 zeigt den weiteren Aufbau des erfindungsgemaßen Wandelements: Zwischen den Schenkeln 1a und 1b und anliegend an der Basis 1c des Stützkörpers 1 aus Hydrosol-Colloid-Zement ist ein innerer Isolierkörper 4 angeordnet, der im Ausführungsbeispiel ebenfalls im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und somit einen oben und unten durch die Schenkel des inneren Isolierkörpers 4 begrenzten rechteckigen Ausschnitt 5 bildet, der zum Gebäudeinnern hin offen ist. Zweckmäßig durchdringt dieser innere Isolierkörper 4 auf seiner Rückseite den Durchbruch 2 des Stützkörpers 1 (Fig. 1), was zur Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellt ist und durch entsprechende Formgebung des inneren Isolierkörpers 4 erreicht wird. Es ist jedoch auch möglich, den Durchbruch oder Ausschnitt 2 des Stützkörpers 1 durch einen gesonderten plattenförmigen Isolierkörper auszufüllen. Der Isolierkörper 4 und, gegebenenfalls, der den Durchbruch 2 ausfüllende weitere Isolierkörper besteht aus dem keramischen Schaumwerkstoff wie der äußere Isolierkörper 3.
In der gebildeten Ausnehmung 5 des inneren Isolierkörpers 4 ist ein plattenförmiger Heiz- und Kühlkörper 6 angeordnet und rückwärtig innig durch hydraulische Bindung mit dem inneren Isolierkörper 4 verbunden, wie auch der äußere Isolierkörper 3 mit dem Stützkörper 1 auf dessen Rückfläche. Der Heiz- und Kühlkörper besteht ebenfalls aus hochdichtem Zement, insbesondere aus Hydrosol- Colloid-Zement, und ist gegebenenfalls ebenfalls mit geeigneten Bewehrungen versehen, insbesondere faserverstärkt oder durch geeignete Stahlbewehrungen. In diesen Heiz- und Kühlkörper 6 sind die das wärmefördernde Medium führenden Heiz- und Kühlleitungen 7 eingearbeitet, z.B.
eingeformt oder eingebohrt. Um an den jeweiligen offenen Enden diese Heiz- und Kühlleitungen 7 miteinander in der jeweils gewünschten Weise zu verbinden oder die jeweils gewünschten weiterführenden Anschlüsse zu erzeugen, ist der Heiz- und Kühlkörper 6 auf seinen nicht vom inneren Isolierkörper 4 begrenzten Flächen mit seitlichen Ausnehmungen 8 versehen, in die die Heiz- und Kühlleitungen 7 münden und in denen die Enden dieser Heiz- und Kühlleitungen 7 in geeigneter Weise miteinander verbindbar sind, z.B. durch eingesetzte, die Verbindungsleitungen enthaltende Einsatzteile, die zur Vereinfachung nicht dargestellt sind, deren z.B. als Verbindungen für die mäanderförmige Führung der Heiz- und Kühlleitungen 7 bei 9 strichpunktiert angedeutet sind. Für entsprechende Anwendungsfälle können die Innenwandungen der Heiz- und Kühlleitungen 7 mit einer Beschichtung, insbesondere aus Acrylharz, gegen das Heiz- und Kühlmedium versiegelt sein.
Wie Fig. 2 ferner deutlich zeigt, kann bei der dargestellten waagerechten Anordnung des Stützkörpers 1 dessen oberer Schenkel 1b als Nutzfläche, insbesondere als Fensterbank, ausgebildet sein.
Das so erfindungsgemäß gestaltete Wandelement kann direkt als Bestandteil des Gebäudes in dessen jeweiligen Wände oder dergleichen integriert werden und dort zugleich die erforderlichen statischen Funktionen erfüllen, da der Stützkörper 1 mit der jeweils erforderlichen Festigkeit gestaltet sein kann und die Isolierkörper 3 und 4 sowie auch die Heiz- und Kühlplatte 6 zu dieser Festigkeit beitragen. Das Wandelement kann unten auf dem Rohbeton des Gebäudes oder auch auf einer ähnlich geschichteten Bau- platte aufruhen, wie es der jeweilige Anwendungsfall erfordert. Das Wandelement kann ferner auch bei entsprechender Anwendung senkrecht angeordnet sein, ferner können die unterschiedlichsten Leitungsführungen innerhalb der Heiz-und Kühlplatte 6 vorgesehen sein, insbesondere auch senkrechte Leitungsführungen. Auch ist es im gegebenen Anwendungsfall möglich, die Heiz- und Kühlleitungen 7 als gesonderte Rohrleitungen in den Heiz- und Kühlkörper 6 einzubetten oder einzuziehen. Die Verbindung der einzelnen geschilderten Bestandteile des Wandelements erfolgt insbesondere durch die hydraulische Bindung des hochdichten Zements mit dem jeweiligen keramischen Schaumwerkstoff, gegebenenfalls unter Hinzufügung geeigneter Klebe- oder Haftmittel. Beschreibung und Zeichnung zeigen, daß ein als Heiz- und Kühlvorrichtung dienendes Wandelement für Gebäude geschaffen wird, das keinerlei insbesondere metallene Halterungs- oder Befestigungsmittel erfordert, so daß etwaige Wärmebrücken aus solchen Metallteilen vollständig vermieden werden. Das Wandelement nach der Erfindung stellt somit ein integrierfähiges Bauteil für die Errichtung von Gebäuden dar.

Claims

PATENTANSPRCHE 1. Als Heiz- und Kühivorrichtung dienendes Wandelement für Gebäude, gekennzeichnet durch einen Stützkörper (1) mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt aus hochdichtem Zement, einen zwischen dessen Schenkeln (1a,1b) angeordneten, an dessen Basis (1c) anliegenden plattenförmigen inneren Isolierkörper (4) aus keramischem Schaumwerkstoff und einen plattenförmigen, auf der vom Stützkörper (1) abgewandten Seite in einer Ausnehmung des Isolierkörpers (4) angeordneten plattenförmigen Heiz-und Kühlkörper (6) aus hochdichtem Zement mit das wärmefördernde Medium führenden Heiz-und Kühlleitungen (7).
2. Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (1) und der Heiz- und Kühlkörper (6) aus Hydrosol-Colloid-Zement bestehen.
3. Wandelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hochdichte Zement bewehrt ist.
4. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Heiz- und Kühlkörper (6) abgewandten Seite des Stützkörpers (1) wenigstens ein plattenförmiger äußerer Isolierkörper (3) aus keramischem Schaumwerkstoff angeordnet ist.
5. Wandelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (1) an seiner Basis durchbrochen (2) -ist und die rückwärtige Seite des inneren Isolierkörpers (4) diesen Durchbruch durchdringt.
6. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- und Kühlleitungen (7) in den Zement des Heiz- und Kühlkörpers (6) eingearbeitet sind.
7. Wandelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Heiz- und Kühileitungen (7) mit einer Beschichtung, insbesondere einer Kunststoffschicht gegen das Heiz- und Kühlmedium versiegelt sind.
8. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiz- und Kühlkörper (6) auf seinen nicht vom inneren Isolierkörper (4) umschlossenen Flächen mit seitlichen Ausnehmungen (8) versehen ist, in denen die Enden der Heiz- und Kühlleitungen (7) münden und miteinander verbindbar sind.
9. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei waagerechter Anordnung des Stützkörpers (i) sein oberer Schenkel (1b) als Nutzfläche, insbesondere Fensterbank, ausgebildet ist.