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Einrichtung zur Raumentlüftung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Raumentlüftung
in Wänden oder Decken von Gebäuden mit mehreren jeweils einem zu entlüftenden Raum
zugeordneten Leitungskanälen, in die Anschlußkanäle für das jeweils zu entlüftende
Objekt geführt sind.
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In der modernen Bautechnik ist es erforderlich, innenliegende Räume
von Gebäuden zu entlüften. Dabei ist neben den Primäranforderungen der Entlüftung
den jeweils ebenfalls geltenden Normen des Schall- und Brandschutzes und dabei insbesondere
der Minderung von l.uftschallweiterleitung Rechnung zu tragen. Bisher sind zur Raumentlüftung
stets gesonderte Rohrleitungen als gesonderte und zusätzliche Bauteile zur übrigen
Gebäudekonstruktion eingesetzt vorden. Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs
angegebenen Art hat man versucht, den geschilderten Forderungen und insbesondere
der Schallweiterleitung dadurch entgegenzuwirken, daß gesonderte koaxiale Abweisrohre
für den Hauptentlüftungsstrang verwendet werden, die somit jeweils die gesonderten
Leitungskanäle bilden, und es werden dann die in diesen vertikalen Hauptstrang einmündenden
horizontalen Anschlußleitungen jeweils gegen ein zugeordnetes innenliegendes Abweisrohr
geführt, das somit wenigstens teilweise den Schall aus anderen Räumen oder Geschossen
an der jeweiligen Einmündung zu einem anderen Abweisrohr vorbeileitet. Für den Brandschutz
sind solche Systeme z. B. aus Asbestzement gefertigt. Abgesehen von den sehr aufwendigen
und komplizierten Leitungskonstruktionen mit diesen gesonderten und ineinander-
geschachtelten
Leitungsrohren weisen solche Einrichtungen einen wesentlichen Nachteil darin auf,
daß die Leitungsoberflächen sehr glatt und damit für Schall nicht absorptionsfähig
sind. Zusätzliche schalldämmende Maßnahmen waren dadurch erforderlich. Außerdem
können in solchen Leitungen Schmutzablagerungen insbesondere mit Bakteriennestern
ohne Demontage, also ohne sehr großen Aufwand, nicht beseitigt werden. Bei der Konstruktion
mit den ineinanderliegenden Leitungsrohren bieten die Aufhängungen der jeweiligen
Rohre zusätzliche Widerstände für derartige Schmutzablagerungen und Bakteriennester
und können kaum ohne vollständige Demontage gereinigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; eine Einrichtung der eingangs
angegebenen Art zu schaffen, bei der allen geschilderten Forderungen hinsichtlich
der Entlüftung und des Schall- und Brandschutzes und insbesondere der Luftschallweiterleitung
Rechnung getragen wird und zugleich ein in sich geschlossenes kompaktes System erreicht
wird, das vollständig in das Gebäude integriert werden kann, wobei gesonderte Rohrleitungen
mit den geschilderten Schwierigkeiten und Nachteilen vollständig vermieden werden
sollen.
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Dies wird nach der Erfindung vor allem dadurch erreicht, daß die
Einrichtung aus einem oder mehreren zusammengesetzten platten- oder blockförmigen
Bauteilen aus keramischem Schaumwerkstoff besteht und die Leitungskanäle nebeneinander
verlaufend derart unmittelbar in den Schaumwerkstoff eingearbeitet sind, daß die
innere Kanaloberfläche aus angeschnittenen Zellen des Schaumwerkstoffs gebildet
ist, und daß die Anschlußkanäle als in den zugeordneten Leitungskanal mündende Durchbrüche
im Schaumwerkstoff ausgebildet sind. Hierdurch wird einerseits der Vorteil erzielt,
daß die gesamte Einrichtung unmittelbar einen Bestandteil der Gebäudewandung bilden
kann, also vollständiz in die Gebäudekonstruktion einbezogen werden
kann.
Ferner entfallen gesonderte Rohrleitungen vollständig, da die Bauteile selbst die
Kanäle bilden. Der keramische Schaumwerkstoff ist vollständig unbrennbar und bietet
daher selbst den erforderlichen Brandschutz. Zweckmäßig wird als keramischer Schaumwerkstoff
ein keramisch gebundener Blähton verwendet, wie er z. B. in der DE-PS 19 14 372
beschrieben ist. Ferner weist ein derartiger keramischer Schaumwerkstoff eine hohe
Schalldämmung selbst auf, so daß die Bauteile selbst in höchstem Maß schalldämmend
sind.
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Durch die Einarbeitung der Kanäle unmittelbar in den Schaumwerkstoff
mit den angeschnittenen Zellen dieses Schaumwerkstoffs wird ferner eine zusätzliche
höchst wirksame Schallabsorption erreicht. Wird z. B. bei einem keramisch gebundenen
Blähton eine Dichte von 500 kg/m-3 verwendet, wobei die Bauteile ein hohes Flächengewicht
aufweisen, so ergibt sich aufgrund der zelligen Struktur des Werkstoffs z. B. eine
Rauhtiefe von etwa 1 mm, so daß sich je nach der gewählten Dichte und Zellengröße
bei einer Fläche von 1 m2 in der Größenordnung von einer Million angeschnittener,
kavernenartig ausgebildeter offener Zellen. Diese führen zu der erwähnten hohen
Schallabsorption. Ein derartiger keramischer Schaumwerkstoff weist ferner einen
hohen sogenannten Lückenraum auf, bei der vorstehend angegebenen Dichte z. B. von
25%, der zusätzlich zur Schallvernichtung beiträgt. Die Bauteile der Einrichtung
können industriell vorgefertigt werden in der jeweils gewünschten, z. B. typisierten
Größe, z. B. auch geschoßhoch. Bei den geschilderten bekannten Einrichtungen besteht
nur eine höchst begrenzte Variabilität der jeweiligen Anschlußhöhen für die Anschlußleitungen
aus dem zu entlftenden Raum, weil stets eine Abstimmung zwischen der jeweiligen
Höhe des Innenrohrs oder des sonst verwendeten Leitungsrohrs und der jeweiligen
Einmündung gegeben sein muß. Die Ausbildung der Leitungskanäle in den erfindungsgemäß
gebildeten Bauteilen ermöglicht als
weiteren Vorteil, diese Leitungskanäle
je nach dem jeweiligen Betriebsfall in praktisch beliebiger Lage und Höhe z. B.
anzubohren, also mit den jeweils gewünschten Durchbrüchen für die Anschlußleitungen
zu versehen, so daß bauseits größtmögliche Variabilität in dem Anschluß an die jeweiligen
Leitungskanäle besteht und die Leitungskanäle auch z. B. wechselnd von Geschoß zu
Geschoß mit den Anschlußdurchbrüchen versehen werden können. Es ergibt sich also
ein sehr großer Spielraum in bezug auf die Anordnung der jeweiligen Luftabsaugung.
Die Bauteile sind jeweils nach der gewünschten Dichte des Schaumwerkstoffs selbsttragend
und können auch in die Statik des Gebäudes ei::ibezogen werden. Zur Oberflächengestaltung
und insbesondere auch zur Erhöhung der statischen Festigkeit der Bauteile können
diese auch geeignet beschichtet oder beplankt werden, z. B. durch Hydrosol-Colloid-Zement,
gegebenenfalls mit geeigneter Armierung oder Faserverstärkung. Der Querschnitt der
Leitungskanäle kann rund oder auch vieleckig und insbesondere viereckig gewählt
werden, wie es der jeweilige Gebrauchsfall als zweckmäßig erscheinen läßt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leitungskanäle
auf ihrem Leitungszug mit den vorgegebenen Abständen angeordneten Querschnittsverengungen
versehen.
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Die Abstände können gleich oder auch wechselnd bemessen sein. Hierdurch
wird eine weitere Erhöhung der Schalivernichtung erzielt durch die so gebildete
schikanenartige Geometrie der Leitungskanalinnenwandungen.
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Für die Herstellung der Bauteile mit den Leitungskanälen kann es
vorteilhaft sein, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Bauteile in einer
durch die Längsachse der Leitungskanäle verlaufenden Ebene geteilt ausgebildet und
die Leitungskanäle durch Einarbeiten in die zueinandergekehrten Oberflächen der
Teilelemente und
Zusammenfügen dieser Teilelemente an diesen Oberflächen
gebildet sind. Die Leitungskanäle lassen sich dann in die einander zugekehrten Oberflächen
der Teilelemente durch Fräsen oder dergleichen einarbeiten, und es werden dann die
Teilelemente zum Bauteil derart zusammengesetzt, daß die Einarbeitungen sich zu
den Leitungskanälen schließen.
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Unter Ausnutzung der geschilderten Formung und Ausgestaltung der
Leitungskanäle läßt sich eine weitere Verbesserung des Brandschutzes erzielen. Dazu
wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, in jedem Leitungskanal
wenigstens ein Schließelement zwischen zwei aufeinanderfolgenden Querschnittsverengungen
anzuordnen, das über ein durch den Leitungskanal verlaufendes Betätigungsglied in
einer den Leitungskanal verschließende Anlage an einer der Querschnittsverengungen
bewegbar ist.
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hin solches Schließelement kann als Teller oder Doppelkegelstumpf
ausgebildet sein und in beiden Richtungen zu einem Verschluß des Leitungskanals
im Fall eines Feuers herangezogen werden. Die Schließbewegung wird über das Betätigungsglied
durchgeführt, das im Brandfall durch geeignete Auslösemechanismen bewegt oder freigegeben
wird, um entweder durch einen besonderen Antrieb oder infolge Schwerkraft bei vertikalen
Leitungskanälen durch Anlage an der jeweiligen Querschnittsverengung diese zu schließen.
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Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Schließelement als
eine Schließplatte aus faserverstärktem Alphagips auszubilden. Zweckmäßig ist das
Schließelement bzw.
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die Schließplatte zwei- oder mehrteilig ausgebildet, damit nach einem
Brandfall ein Austausch möglich ist.
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Die Sicherung der Leitungskanäle gegen einen Brandfall kann ferner
dadurch erhöht werden, daß das Schließelement mit einem in der Hitze aufschäumbaren
nicht brennbaren Werkstoff belegt ist, z. B. mit einer oder mehreren
Platten
aus in der Hitze aufschäumbarem Silikatmaterial, das im wesentlichen aus wasserhaltigem
Natriumsilikat und geringen Mengen organischer Zusätze besteht. Uberschreitet die
Temperatur innerhalb des zugeordneten Leitungskanals einen Grenzwert, so schäumt
der Belegungswerkstoff am Schließelement auf und verschließt den Kanalquerschnitt,
ggf. ergänzend zu der Schließbewegung über das Betätigungsglied.
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Das Betätigungsglied für das Schließelement kann erfindungsgemäß
als Zugstange ausgebildet sein. Eine derartige Zugstange ermöglicht einerseits eine
sichere a.igetriebene Betätigung des Schließelements im Brandfall, gestattet aber
zusätzlich aufgrund seines Eigengewichts bei einem Ausfall eines derartigen Antriebs
einen selbsttätigen Verschluß des Kanalquerschnitts. Dabei kann die Zugstange zweckmäßig
aus Stahl mit einer gut wärmeleitenden Korrositionsschutzbeschichtung bestehen.
Hierdurch kann die Zugstange als Signalelement oder Indikator für den Brandfall
herangezogen werden. Die Zugstange leitet die Temperatur zu einem geeigneten Auslösemechanismus
für den Antrieb oder die Freigabe der Zugstange mit dem SchlieB-element. Es kann
z. B. die Auslösung der Zugstange im Brandfall über eine Mikrotemperatursicherung
selbsttätig erfolgen, die z. B. den Stromkreis zu einem Elektromagneten unterbricht,
der ein Verriegelungsorgan für die Zugstange entriegelt und/oder einen Antrieb für
die Zugstange in Betrieb setzt, so daß über die Zugstange das Schließelement durch
Absenkung aufgrund der Schwerkraft oder infolge des Antriebs in seine Schließlage
bewegt wird. Zweckmäßig wird eine derartige automatische Einrichtung durch einen
handbetätigten Schalter zur Auslösung des jeweiligen Freigabe- oder Antriebsmechanismus
ergänzt. Es kann auch bei der jeweiligen Betätigung oder Erwärmung der Zugstange
ein Alarmsignal ausgelöst werden, das ein ge-
eignetes Verriegelungsorgan
ftir die Zugstange entriegelt, um so die Schließbewegung herbeizuführen.
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Um eine einfache Wartung oder Auswechselung des Schließelements zu
ermöglichen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung jeweils im Bewegungsbereich
des Schließelements eine Wandung des zugehörigen Bauteils als lösbare Verschlußplatte
aus dem Schaumwerkstoff ausgebildet. Diese Verschlußplatte kann im jeweiligen Fall
gelöst werden, wonach das Schließelement zuganglich wird. Dabei kann es baulich
sehr zweckmäßig sein, wenn diese Verschlußplatte den als Anschlußkanal dienenden
Durchbruch selbst enthält, so daß durch Lösen und EinfUgen der Verschlußplatte auch
die jeweiligen Anschlußarbeiten durchgeführt werden können.
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Somit wird eine Einrichtung geschaffen, die neben der Primärfunktion
der Entlüftung eine Reihe weiterer Furktionen und Forderungen selbst erfüllt. Es
ergibt sich eine sehr gute Reinigungsmöglichkeit ohne Betriebsunterbrechung, eine
hohe Luftschalldämmung gegen Lärmquellen innerhalb der entlüfteten Räume sowie ferner
eine hohe Brandsicherheit, da der verwendete keramische Schaumwerkstoff völlig unbrennbar
ist und somit eine Brandübertragung ausgeschlossen wird und ein Brand innerhalb
des jeweiligen Leitungskanals völlig unschädlich in bezug auf den umgebenden Werkstoff
ist. Denn die verwendeten keramischen Schaumwerkstoffe und insbesondere der keramisch
gebundene Blähton werden z. B. bei 12000 C gebrannt und sind entsprechend feuerwiderstandsfähig.
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Merkmale, weitere Vorteil und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigen
Fig. 1 eine Einrichtung
zur Raumentlüftung nach der Erfindung in schaubildlicher teilweise geschnittener
Ansicht nach einer ersten Ausführungsform mit kreisrundem Querschnitt der Leitungskanäle
und zusammengesetzten Bauteilen, Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1 einer zweiten
Ausführungsform mit quadratischem und rechteckigem Querschnitt der Leitungskanäle,
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang III-III in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
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Gemäß Fig. 1 und 2 besteht die Einrichtun* zur Raumentlüftung aus
mehreren, durch Aufeinandersetzen zusammengesetzten plattenförmigen Bauteilen 1
aus keramischem Schaumwerkstoff, z. B. aus keramisch gebundenem Blähton.
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Die Bauteile 1 können geschoßhoch bemessen sein. In diese Bauteile
1 sind senkrechte, nebeneinander verlaufende Leitungskanäle eingearbeitet, und zwar
gemäß Fig. 1 drei Leitungskanäle 2 mit kreisrundem Querschnitt und gemäß Fig. 2
zwei Leitungskanäle 3 und 4 mit quadratischem bzw.
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rechteckigem Querschnitt. Diese Leitungskanäle 2 bis 4 sind derart
unmittelbar in den Schaumwerkstoff der Bauteile 1 eingearbeitet, daß die innere
Kanaloberfläche aus angeschnittenen Zellen des Schaumwerkstoffs gebildet ist.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Bauteile 1 in
einer durch die Längsachse der Leitungskanäle 2 bis 4 verlaufenden Ebene geteilt
ausgebildet, nämlich in zwei gleiche Teilplatten la bzw. 1b, und es sind die Leitungskanäle
2 bis 4 durch Einarbeiten, insbesondere durch Fräsen, in die zueinandergekehrten
Oberflächen der Teilplatten la und 1b und durch Zusammenfügen dieser Teilplatten
an den mit den Einarbeitungen versehenen Oberflächen gebildet, wie die Zeichnung
zeigt. Das Zusammen-
fügen der Teilplatten 1a und 1b zu den Bauteilen
1 wie auch die Verbindung der Bauteile 1 untereinander geschieht durchieeignete
Klebemittel oder Wärmebehandlungen.
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Wie die Zeichnung ferner zeigt, sind die Leitungskanäle 2,3 und 4
jeweils auf ihrem Leitungszug mit in vorgegebenen, hier gleichen Abständen angeordneten
Querschnittsverengungen 5 versehen.
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Wie aus der Zeichnung, insbesondere aus Fig. 3, ersichtlich ist,
ist ferner in jedem Leitungskanal 2,3 bzw.
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4 ein Schließelement 6 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Querschnittsverengungen
5 angeordnet. Dieses Schließelement 6 ist über ein durch den jeweiligen Leitungskanal
2,3 bzw. 4 verlaufendes Betätigungsglied 7 in eine den Leitungskanal verschließende
Anlage an einer der Querschnittsverengungen 5 bewegbar. Diese Schließstellungen
sind in beiden Anlagemöglichkeiten an den Querschnittsverengungen 5 in Fig. 3 durch
gestrichelte Linien dargestellt.
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Das Betätigungsglied 7 ist zweckmäßig als Zugstange ausgebildet, wie
insbesondere Fig. 3 zeigt, die vorzugsweise aus Stahl mit einer gut wärmeleitenden
Korrosionsschutzbeschichtung besteht.
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Fig. 3 zeigt, daß das Schließelement 6 als Doppelkonus ausgebildet
sein kann. Diese Schließplatte 6 ist zweckmäßig aus faserverstärktem Alphagips ausgebildet.
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Ferner ist durch die strichpunktierten Linien in Fig. 3 angedeutet,
daß nach einer Ausführungsform der Erfindung dieses Schließelement 6 mit einem in
der Hitze aufschäumbaren nicht brennbaren Werkstoff 8 belegt sein kann. Bei Erreichen
einer vorgegebenen - Grenztemperatur im Brandfall schäumt diese Belegung 8 auf und
verschließt, ganz unabhängig von weiteren Schließbewegungen von Zugstange 7 und
Schließelement 6 den Kanalquerschnitt. Als Belegung
material kann
insbesondere ein in der Hitze aufschäumbares Silikatmaterial verwendet werden, das
im wesentlichen aus wasserhaltigem Natriumsilikat und geringen Mengen organischer
Zusätze besteht.
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Wie Fig. 1 und 2 als Beispiele zeigen, können die Leitungskanäle
2,3 bzw. 4 an der jeweils gewünschten Stelle durch die Bauteilwandung hindurch angebohrt
und so mit Anschlußdurchbrüchen 9 für die jeweiligen Entlüftungsanschlußleitungen
versehen werden. Fig. 1 und 2 zeigen, daß diese Anschlußdurchbrüche 9 in wechselnden
Abständen an wechselnden Leitungskanälen vorgesehen werden können, nQ zwar bauseits
je nach den dortigen Anschlußverhältissen.
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Fig. 3 zeigt, daß jeweils im Bewegungsbereich des Schließelements
6 eine Wandung des zugehörigen Bauteils 1 als lösbare Verschlußplatte 10 aus dem
gleichen Schaumwerkstoff wie die Bauteile 1 ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen
Verschlußplatte 10 und Bauteil 1 erfolgt in jeweils geeigneter Weise durch geeignete
lösbare Befestigungsmittel. Fig. 3 zeigt ferner eine zweckmäßige Ausführungsform
der Erfindung, bei der diese Verschlußplatte 10 den als Anschlußkanal dienenden
Durchbruch 9 enthält. In einem derartigen Anschlußdurchbruch 9 kann ein geeigneter
Verschlußstopfen 11 vorgesehen sein, mit dem dieser Durchbruch verschlossen werden
kann.
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Das Betätigungsglied bzw. die Zugstange 7 aus Stahl ist zweckmäßig
mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen, z. B. aluminisiert oder mit einem
antiadhäsive Korrosionsschutz beschichtet, wie er z. B. in der DE-PS 28 08 912 beschrieben
ist. Der Zugstange oder der wärmeleitenden Korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere
dem Aluminiummantel, kommt im Brandfall eine Signal- oder Indikatorfunktion zu,
die dann einen einleitend beschrie-
benen Betätigungsmechanismus
auslöst, z. B. einen Hub-oder Senkmechanismus.
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Wie die Zeichnung ferner zeigt, kann aus Gründen der Gestaltung der
Oberfläche oder aus statischen Gründen jeder Bauteil 1 beidseitig mit einer geeigneten
Beschichtung oder Beplankung 12 versehen sein, insbesondere aus Hydrosol-Colloid-Zement
mit oder ohne Armierung bzw.
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Faserverstärkung.
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Zur Wärmerückgewinnung können in den oder die Bauteile 1 aus keramischem
Schaumwerkstoff zwischen den Kanälen, die jeweils als Zuluft- und Abluftstrang dienen,
für die direkte Wechselung der Abwärmen geeignete ärmetauscher, z. B. im Kreuzstromwärmetauscher,
integriert werden. Eine Taupunktunterschreitung auf dem weiteren Weg durch weitere
Abkühlung ist aufgrund der sehr guten Wärmedämmung des keramischen Schaumwerkstoffs
ausgeschaltet. Entsprechendes gilt für von StUtzpunktventilatoren im Fall einer
Zwangsbelüftung herrührende Schalldruckwellen infolge der sehr guten Schalldämmung
des keramischen Schaumwerkstoffs.