DE3530884A1

DE3530884A1 - Klimawand

Info

Publication number: DE3530884A1
Application number: DE19853530884
Authority: DE
Inventors: Hilar 5300 Bonn Weber
Original assignee: Kaufmann Ralph A H
Current assignee: Kaufmann Ralph A H
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1986-04-30

Description

Beschreibung der Erfindung:
Kl im awand Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsverbesserung von Außenwänden für Gebäude aller Art, insbesonders Wohnbauten.
-Der Erfindungsgedanke beruht darauf,Frischluft unter Umgehung der Fenster von außen nach innen durch die Wand zu drücken ,wodurch folgende energetische und klimatische Vorteile erreicht werden: A Frischlufteinführung ohne Heizwärmeverlust.
B Rückführung der durch die Außenwand ziehenden Transmissionswärme.
C Mitführung eines Teiles der durch Besonnung anfallenden Fassadenwärme.
D Trockenhaltung der Außenwand.
E Wand- und Raumkühlung in der hochsommerlichen Hitzeperiode.
Die Erfindung tangiert insbesonders kleinere Gebäude welche aus Kostengründen mit der bekannten Art von Klimaanlagen (auch nicht mit minimierten Varianten) bestückt werden können. Die nachstehend aufgezeigte Problemlösung bewirkt eine weitere Energieeinsparung und wohnklimatische Verbesserungen ohne wesentliche Mehrkosten.
Frischlufteinführung ohne Heizwärmeverlust: Die verschärften Wärmeschutzbestimmungen der letzten Zeit haben eine wesentliche Verstärkung des passiven Wärmeschutzes im Wohnungsbau bewirkt. Mit der Rundumdämmung und Abdichtung von Neu -und Altbauten vergrößern sich jedoch die Probleme hinsichtlich der Lüftungsenergieverluste. Altbauten mit ihren vielen Undichtigkeiten haben sozusagen eine gesunde ZwangsbelüStung,sodaß es dem Bewohner und dem Haus wenig schadet,wenn zwischendurch einmal zuwenig gelüftet wird.Optimal isolierte Neubauten müssen jedoch umsomehr belüftet werden um ein gesundes Wohnklima zu erreichen und Nässeschäden vom Haus abzuwenden.Dem energiebemußten Bauherrn,der erhebliche Zusatzkosten für einen erhöhten Wärmeschutz auf sich genommen hat,widerstrebt es verständlicherweise dafür nun die Fenster seiner Wohnung auch im tiefsten Winter doppelt solange aufzureißen - und damit auch die teure Heizwärme vermehrt hinaus zu lüften. Daß verbrauchte Luft Müdigkeit und Unwohlsein verursacht weis jeder.Staub aus Abrieb, chemische Substanzen aus Reinigungsmitteln,Formaldehyd aus Spanplattenmöbeln u.v.a. verschlechtern die Qualität des Raumklimas sehr schnell und erzwingen einen Luftwechsel.Notgedrungen müssen also auch im strengsten Winter die Fenster zur Stoßlüftung geöffnet - oder zur Langzeitlüftung auf Kipp gestellt werden.
In beiden Fällen hat die Raumwärme und die vom Heizkörper unter dem Fenster abgehende Wärme die beste Gelegenheit,mit der Abluft nach außen zu entweichen.
Dies gilt es zu verhindern.
Bei der erfinderischen Hrischluftzuführung wird die Frischluft über einen außerhalb angeordneten Ventilator (V) in eine Außenwandluftschicht (6) gedrückt und kann von dort über die in jedem Raum angeordnete Wanddurchbohrung (9) und den Schiebeverschluß (5) in den Raum einströmen.Der Funktionsvorteil liegt hierbei darin,daß kein Fenster zwecks Lüftung geöffnet werden muß,alsOauch keine Heizwärme über geöffnete Fenster nutzlos nach außen entweichen kann.Außerdem brauchen für die Lüftung keine Vorhänge weggezogenwerden,es entsteht auch kein unangenehmer Luftzug oder vermehrte Eindringung von Außenlärm.Zudem kann hierbei die einzubringende Frischluftmenge besser bemessen werden als bei der Fensterlüftung.
Die Abluft kann auf bereits bekannte Art über eine Brauchwasserwärmepumpe oder eines anderen Wärmetauscher abgezogen und entwärmt nach außen abgestoßen werden.
Zu - B -Rückführung der durch die Außenwand ziehenden Transmissionswärme: Hierbei kommt die erfinderische Erkenntnis zum Tragen,daß es nichts nützt den Versuch zu unternehmen die Transmissionswärme mittels eines umlaufenden Luftstromes aus der Außenwand abzuziehen und dann mittels einer Wärmepumpe oder einem Wärmetauscher nutzbar zu machen.Das Naturgesetz,daß Wärme zwangsläufig zur Kälte strebt läßt sich dadurch nicht überlistén.Trot-z Ventilatorsog trennt sich die Transmissionswärme einschließlich der Wärme aus zuge- aus zugeführter Luft vom Luftstrom und nimmt ihren Weg nach außen.Solche -in vielen Varianten bekannten- Versuche kosten mehr als sie einbringen.
Bei der Transmissionswärme-Rückführung gemäß der Neuerung wird entgegengesetzt verfahren. Hierbei wird k a 1 t e Außenluft i n d i e Wandluftschicht (6) gedrückt um die Transmissionswärme aufzufangen und in den Raum zurück zu führen.Die Transmissionswärme trifft somit bereits in der Wand auf die kalte Frischluft und verliert dadurch zwangsläufig das Bestreben nach außen weiter zu ziehen.Nur so kann Transmissions-Fluchtwärme vor dem Austritt aus der Wand abgefangen und mit einem Luftstrom wieder in den Raum zurück geführt werden -von wo sie herkommt.
Zu - C -Mitführung eines Teiles der durch Besonnung anfallenden Fassadenwärme: Auch in der winterlichen Heizperiode scheint zwischendurch die Sonne und bringt kostenlos Wärme über die Fenster vorwiegend in südwärts gelegene Räume.Damit werden bekanntlich Heizkosten verringert.
Nun scheint die Sonne ja nicht nur auf die Fenster, sondern auch auf die daneben liegende,weit größere Fassadenfläche der Außenwand und erwärmt diese.Diese Fassadenwärme geht üblicherweise durch Abstrahlung an die kalte Außenluft wieder nutzlos nach außen.
Das ist bei der Nsueaungs-Eli-maw&nd nicht der Fall.
Da -wie schon dargelegt- kalte Frischluft mit Außentemperatur in doe Luftschicht (6) eingeführt wird übt diese auf die Wärme die gleiche Anzugwirkung aus wie die Außenlufttemperatur.Von der im Außenmantel (7+8) gespeicherten Sonnenwärme geht somit auch ein erheblicher Teil auf die durch die Wand strömende Frischluft über -und wird mit dieser (wie die Transmissionswärme) in den Raum geführt.Und da die Außenluftschicht (6) um das ganze Haus führt, kann die Fassadenwärme auch auf Räume übertragen werden,welche an der Schattenseite des Hauses liegen.
Zu - D -Trockenhaltung der Außenwand: Schon geringe Feuchtigkeitsanreicherungen in der Außenwand können zu einer erheblichen Minderung des Wärmeschutzes führen.So ist es auch nicht verwunderlich,daß von allen Bauteilen die Außenwände nach der Statistik die meisten Bauschäden aufweisen.Eine permanente Trockenhaltung der Außenwand ist deshalb für die Funktion des ganzen Bauwerks von besonderer Wichtigkeit.
Eine gemäß der Neuerung erstellte und funktionierende Außenwand kann sich aus naturgesetzlichen Gründen selbst trocken halten.Bekanntlich kann Luft umsomehr Feuchtigkeit aufnehmen und tragen,je wärmersie ist.So kann eine 20 0C warme Raumluft z.B. 17 Gramm Wasser enthalten,während eine +-oOC kalte Außenluft nur 5 Gramm Wassergehalt tragen kann. Da sich bei der Neuerungs-Klimawand die in die Wand eingeführte Frischluft durch diäAufnahme der Transmissionswärme etwas erwärmt,kann der Erwärmung entsprechend etwaig vorhandene Wandfeuchtigkeit von ihr aufgenommen und ausgetragen werden.
Zu - E -Wand- und Raumkühlung in der hochsommerlichen Hitzeperiode: Eine Holzbau-Fertighauswand -wie z.B. in der Zeichnung dargestellt- weist naturgemäß wenig Wärmespeicherungsfähigkeit auf.Aus diesem Grunde sind die Räume solcher Häuser im Hochsommer auch schneller überhitzt als Räume,welche mit Massivbauteilen umgeben sind.
Die Durchströmung der Neuerungs-Klimawand mit Frischluft kann auch in der Hitzeperiode zu einer wesentlichen Verbesserung des Wohnklimas beitragen.Kühlende Nachtluft durch Außenwand und Räume geströmt,kann den funktionellen Mangel einer geringen Wärmespeicherfähigkeit völlig aufwiegen und eine Uberhitzung der Räume beseitigen.Dies trifft insbesonders auf die Schlafzimmer zu,welche auch bei geschlossenen Fenstern auf diese Weise ruhig und kühl -und mit ausreichender Frischluft versorgt sind.
Erhöhung der raumseitigen Wandflächentemperatur mittels Erwärmung einer Innenluftschicht: Eine weitere Funktionsverbesserung ist mit der Neuerungs-Klimawand dadurch zu erreichen,daß diese (gem.Fig.2) zusätzlich auch mit einer innenseitigen Luftschicht (2) ausgestattet wird.
Da der Heizungsverbrauch linear abhängig ist von der Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen, steigt oder sinkt der Wärmeenergieverbrauch schon um 1/16 -oder rd.6 % wenn sich die Innentemperatur gegenüber der Außentemperatur nur um 1 % verändert.
Dies bedeutet beispielsweise,daß bei einer Raumtemperatur von 24 oC der Heizenergieverbrauch bereits um 25 % hoher ist,als bei einer Raumtemperatur von 20 0C. (Kollmar/Liese) Mit der neuerungsmäßigen Anordnung eines Heizrohres (r) oder einer anderen Wärmezuführung in der raumseitigen Luftschicht (2) wird erreicht,daß der raumseitige Außenwandbelag (1) von hinten her erwärmt wird- und so als Niedertemperatur-Wärmetauscher zum Raum hin wirken kann.Der Temperaturunterschied zwischen Raumluft und Außenwand wird so beseitigt wodurch der Heizenergieverbrauch ohne Behaglichkeitsminderung gedrosselt werden kann.Aufgrund des geringeren Luftvolumens ist die raumseitige Luftschich mit einem geringen Energieaufwand schneller zu erwärmen als die Raumluft.Daß sich durch diese Anordnung die Wärmetransmission nach außen verstärkt, ist wegen der mit der Neuerung möglichen Transmissionswärme-Rückführung (B) nicht von Belang.
Alle zu A-E bereits aufgezeigten Funktionsverbesserungen sind auch mit der Klimawand nach Fig.2 ohne Minderung erreichbar.
Ubertragung der Neuerung auf hinterlüftete Altbau-Außenwände: Die unter A - E aufgeführten Funktionsvorteile können auch auf bereits bestehende Bauten übertragen werden,wenn' diese eine ausreichend starke Luftschicht hinter der Fassade aufweisen.
Dies ist in der Regel dann gegeben,wenn bei einer vorgesetzten,verankerten Klinkerfassade unten Öffnungen für Zuluft und oben für Abluft -oder bei hinterlüfteten Putzfassaden unten und oben Luftdurchlaßschlitze vorhanden sind.Zur Erreichung der Neuerungsvorteile werden die Luftdurchlässe verschlossen,sodaß eine geschlossene Außenluftschicht ähnlich wie bei der Neuerungs-Klimawand entsteht.Die Druckluftzuführung vom Ventilator (V) die Kernwanddurchbohrungen (9) für die Frischlufteinlässe und dern raumseitiger Verschluß mit Schiebern (S) ist analog zur Neuerungs-Klimawand auszuführen.
Die volkswirtschaftliche Komponente der Erfindung: Im Durchschnitt verbringt in unseren Breitengraden der Mensch 90 % seiner Zeit innerhalb von Wänden (Wohnung,Fabrik,Büro u.a.) Jede erfinderische Veränderung raumumschließender Wände welche das Wohnklima verbessern und zur Energieeinsparung beitragen ist deshalb von volkswirtschaftlicher Bedeutung.
Zeichnungen + Zeichen: Fig. 1 = Klimawand (Schema) mit außenseitiger Luftschicht Fig. 2 = Klimawand mit außenseitiger und innenseitiger Luftschicht 1 = Gipskarton-Innenputzplatte 2 = Dämmstoff bei Fig. 1 innenseitige Luftschicht bei Fig.2 3 = Aussteifungsschalung 4 = Holztragkonstruktion mit Gefachdämmung 5 = Aussteifungsschalung 6 = außenseitige Luftschicht 7 = Putzträger-Leichtbauplatte 8 = Außenputz 9 = Kernwanddurchbohrung für Lufteinlaß a = Abstandshölzchen zur Luftschichtbildung v = Frischluftzuführung vom Ventilator s = Schieber für Frischlufteinlaß t = Transmissionswärmeverlauf f = Fassadenwärmeverlauf r = Heizrohr Die Schemazeichnungen (Vertikal-Wandschnitt) Fig. 1 + 2 zeigen eine Holzbau-Kernwand (3/4/5) alternativ kann jedoch eine andere Kernwandart als Klimawand ausgebildet werden.
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Claims

Patentansprüche 1. K 1 i m a w a n d -Verfahren zur Funktionsverbesserung von Außenwänden,insbesonders Wohnhausaußenwändeh,dadurch gekennzeichnet,daß die Frischluft für den Raumluftaustausch mittels Ventilator (V) in eine hinter der Fassadenschicht (7/8) liegende Luftschicht (6) der Außenwand (Fig.1+2) gedrückt wird wo sie die von innen nach außen ziehende Transmissionswärme (t) abfängt und über die von jedem Raum ausgehenden Kernwanddurchbohrungen (9) und raumseits angeordneten luftregulierenden Schiebern (s) in den Raum zurückführ t 2. K 1 i m a w a n d nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß auf die gleiche Art und Weise auch ein Teil der durch Sonnenstrahlung in den Außenfassadenschichten (7/8) eingespeicherten Wärme (f) von der eingeströmten,kalten Frischluft aufgenommen und mit ihr nach innen geführt wird.

3. K 1 i m a w a n d nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet,daß die unter Umgehung der Fenster durch die Außenwand strömende,kalt-trockene Frischluft mittels der darin aufgenommenen Transmissionswärme (t) und Fassadenwärme (f) im Wandbereich wärmer wird und damit Feuchtigkeit aufnehmen- und aus der Wand austragen kann.

4. K 1 i m a w a n d nach Anspruch 1-3 , dadurch gekennzeichnet,daß auf die in Anspruch 1. gekennzeichnete Art und Weise in der hochsommerlichen Hitzeperiode auch Patenn-nsptüche -Klimawandkühlende Luft durch die Außenwand in den Raum geströmt werden kann.

5. K 1 i m a w a n d nach Anspruch 1-4,dadurch gekennzeichnet,daß (gem.Fig.2) außer der außenseitigen Luftschicht (6) auch eine innenseitige Luftschicht (2) angeordnet wird,in der zur energiesparenden Angleichung von Raumlufttemperatur und Wandflächentemperatur ein Heizrohr (r) oder eine andere Wärmezuführung angeordnet istasodaß die hiervon abgehende Heizwärme über die davor liegende,raumseitige Wandbekleidung (1) zum Raum hin abgetauscht wird.

6. K 1 i m a w a n d nach Anspruch 1-5,dadurch gekennzeichnet,daß die Neuerungsvorteile auch auf bereits bestehende Gebäude-Außenwände übertragen werden können welche schon eine außenseitige Luftschicht (6) zur Fassadenhinterlüftung aufweisen,indem die hierbei bestehenden Luftzugänge geschlossen- und dann die Luftzuführung,die Wanddurchbohrungen und Lufteinlaßschieber wie bei der Neuerung angeordnet wird.