DE3637224A1 - Gebaeude zur partial-maximalen rezeption solarer energie-strahlung mit synchron-optimaler und wandflaechenpartiell maximaler insolation - Google Patents
Gebaeude zur partial-maximalen rezeption solarer energie-strahlung mit synchron-optimaler und wandflaechenpartiell maximaler insolationInfo
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Description
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1k die Umkehrung des bisherignen Sonneneinstrahlungs-
Verhältnisse bei vertikalen Gebäudeflächen (Inversion der
Insolations-Proportion) insbesondere hinsichtlich der ener
getischen Ergiebigkeit und der erzielbaren Energie-Speiche
rung durch Verlagerung des weitaus größeren Vertikal-Anteils
des Gebäudes vorwiegend in den Bereich des winterlichen und
übergangszeitlichen Sonnenverlaufs (Süd-Ost, Süd, Süd-West);
der weitaus kleinere, nördliche Vertikal-Anteil hat eine
Länge von 11,6 m, der weitaus größere, südliche dagegen eine
Länge von zunächst 22,7 m, zuzüglich der zweimaligen Inso
lation von a durch die Reflexion über (z. B.) c 1 (2 × 8 m),
ergibt dies eine Länge von 38,7 m (76,9% = über ¾),
so daß das tatsächliche Solar-Beaufschlagungs-Verhältnis
(Insolation-Proportionsfaktum) im Gesamtergebnis ¾ zu ¼
beträgt, (Grundriß).
Fig. 1k/1 ein Beispiel mit 70° Gebäudewinkel,
Insolations-Proportion: 25 m (71% = über ²/₃) gegenüber
10,4 m (29% = unter ¹/₃) = ²/₃ zu ¹/₃,
Insolations-Proportionsfaktum: 25 m + 18 m = 43 m (80,5%)
gegenüber 10,4 m (19,5%) = ⁴/₅ zu ¹/₅, (Grundriß).
Fig. 1k/2 eine Darstellung solarenergetisch-effektiver und
solarenergetisch-ineffektiver vertikaler Gebäudeflächen
hinsichtlich der Effizienz und Energie-Akkumulation (Grund
riß); bei einem konventionellen Gebäude (Gebäudewinkel 90°)
wird, z. B. an einem Ort 51° NB am 21. Dezember vormittags gegen
10.30 h (oder 21. Feb./Okt. 10.45 h), an dessen seitlicher
Außenwand bei einem Solar-Azimut von 160° (in der Zeichnung
mit 70° dargestellt) ein ineffektiver Sonnen-Einstrahlungs
winkel von 22° erreicht, zu dem noch die Wärmeabtragungsver
luste durch kalte Winde hinzukommen; somit beträgt hier die
Insolation-Proportion ¼ (effektiv) zu ¾ (ineffektiv),
demgegenüber erzielt das Pamaresol-Gebäude (57° und 60° Ge
bäudewinkel) in gleicher geographischer und zeitlicher
Situation einen Sonnen-Einstrahlungswinkel von 53° und 90°,
und ein Insolations-Proportionsfaktum von ca. ¾ zu ¼.
Fig. 1c die 1. Variante der synchron-optimalen Insolation am
Vormittag, die solare Reflexion erfolgt über die westliche
Antipodenfront bzw. Wintergartenfront c 1, (Grundriß).
Fig. 1f die 1. Variante der synchron-optimalen Insolation am
Nachmittag, die solare Reflexion erfolgt über die östliche
Antipodenfront bzw. Wintergartenfront c 1, (Grundriß).
Fig. 1c/1 die 2. Variante der synchron-optimalen Insolation am
Vormittag (durchgehende Pfeile) und am Nachmittag (unter
brochene Pfeile), bei der nur die direkte Solar-Strahlung,
ohne Reflexionsmittel, einwirkt; 12,6 m solarenergetisch
ineffektiver Vertikalflächen (23,95% = unter ¼) stehen
40 m solarenergetisch effektiver Vertikalflächen (76,05%
= über ¾) gegenüber: die Insolations-Proportion beträgt
¾ zu ¼, (Grundriß).
Fig. 1g die synchron-optimale Insolation mit zentrierter
Reflexion; ermöglicht sowohl eine kurz- als auch eine länger
fristige Energie-Speicherung;
die zentrierte Reflexion kann hierbei von den Antipodenfron
ten c 1 direkt oder auch von den, vor den Antipodenfronten be
findlichen Solar-Reflexionsrollos R 2 erfolgen, die nach Been
digung der Reflexion die hinter ihnen liegenden Flächen, z. B.
transparente oder/und opake Flächen, wieder freigeben;
außerdem ist natürlich auch der Einsatz der Reflexionswagen
k mit R bzw. den fokussierenden R 1 möglich.
Fig. 1h die Bedeutung der entsprechenden Größenbestimmung der
Gebäudewinkel; beträgt z. B. der Gebäudewinkel 60°, so erhöht
sich der solare Einfallwinkel auf 75°, (Grundriß).
Fig. 1p Pamaresol-Gebäude mit völlig umschlossenem Kerngebäude
(Hauptgebäude); c 1 und k größer als die seitliche Au
ßenwand a, dadurch noch größere Solar-Energieaufnahme
fläche, (Grundriß).
Fig. 1p/1 Pamaresol-Gebäude in Gewächshaus-Funktion mit den
freistehenden Energie-Speicher-Zentren a 1 und dem links wie
rechts verwendbaren Reflexionswagenk 3, (Grundriß).
Fig. 1q die Antipodenfront c 1 in gekrümmter Form, die ebenfalls
zur Zentrierung der Solar-Reflexion genutzt werden kann, und
das Energie-Speicher-Zentrum A 1, (Grundriß).
Fig. 1s eine Antipodenfront c 1 mit mehrfacher Krümmung,
(Grundriß).
Fig. 1q/1, Fig. 1q/2, Fig. 1s/1 die Mehrfach-Funktionen der
Solar-Reflexionsrollos R 2. Die Darstellung veranschaulicht
einen Ausschluß der Blendung durch direkte Sonnenstrahlung
und zugleich die Nutzung dieser Energie. Die wegen Blendung
oder Schonung der Einrichtung usw. von dem Solar-Reflexions
rollo R 2 abgewiesene Solar-Energie geht nicht verloren. Sie
kann z. B. in c 1 gespeichert (Fig. 1q/2) oder auch von dort auf
A 1 reflektiert werden (Fig. 1q/1, Fig. 1s/1).
Fig. 1u die synchron-optimale Insolation mit beidseitiger
zentrierter Reflexion und direkter Solar-Strahlung auf die
Energie-Speicher-Zentren A 1, (Grundriß).
Fig. 1v ein Beispiel der synchron-optimalen Insolation während
der Mittagszeit, statt der schwenkbaren R 2 kann auch R/k ge
wählt werden, (Grundriß).
Fig. 2b Antipodenfront speicherfähig ausgebaut, c 1 wird zu a.
Fig. 3c einöen azimutalen Sonnenverlauf im Monat Februar,
21. Februar 51° NB, (Grundriß).
Fig. 4d mobiles Pamaresol-Gebäude (Seitenansicht) auf Dreh
scheibe mit Dachaufsatz für die Insolation hinterer Räume
bzw. für das Solarlichtband, ebenso für die immobile Aus
führung verwendbar, G 3 transparente Abdeckung (schema
tische Darstellung), b = insolierte Innenwand.
Fig. 4e, Fig. 4f weitere Gestaltungsmöglichkeiten des Pamaresol-
Gebäudes, (Grundriß).
Fig. 5g wie zuvor, (Grundriß).
Fig. 6a ungleichseitiges Pamaresol-Gebäude mit ungleichseiti
gen Wintergärten, (Grundriß).
Fig. 6b, Fig. 6c die zum Sonnenverlauf weisende Verjüngung des
Kerngebäudes in gekrümmter Form, wobei die Antipodenfronten
c 1 z. B. ebenfalls gekrümmt sein können, (Grundriß).
Fig. 7d Grundriß-Beispiel.
Fig. 7e mehrstöckiges Pamaresol-Gebäude, (Aufriß).
Fig. 7fgh Beispiele der Variations-Möglichkeiten des Pamare
sol-Gebäudes, die zugleich gewährleisten, daß keine relevan
ten Verluste bei der Solar-Rezeption entstehen, (Aufriß).
Fig. 8b, Fig. 8c einen Reflexionsschirm V, der in Gelenken beweg
lich ist und somit eine größere Reflexionsfläche und gebün
delte Abstrahlung ermöglicht, (Querschnitt).
Fig. 8d den solarenergetischen Warmwasser-Speicher W 1, das
Solar-Reflexionsrollo R 2, das die Solar-Strahlung auf W 1
reflektiert und nach Beendigung den Tageslicht-Einfall wie
der freigibt, (Querschnitt).
Fig. 8e denWarmluftkollektor P für z. B. hypokaustische Hei
zung und großzügigen Tageslicht-Einfall in den Innenraum i,
die Dachterrasse D 1, (Querschnitt).
Fig. 8f, g die solarenergetische Warmluft-Heizung P 1, von deren
Luftschächten die vom "Wand-in-der-Wand"-Speicher a 2 erwärm
te Luft durch regelbare Ein- und Auslaß-Öffnungen (p 2 in
Fig. 8h, Aufriß) in den Innenraum i gelangt (Draufsicht),
das wärmedämmende Material g 1, den temporären Wärmeschutz
g 3 für den Außen- und g 4 für den Innenraum-Bereich.
Fig. 9c/1, Fig. 9c/2, Fig. 9c/3 die Solar-Reflexionsrollos R 2, die der
allgemeinen oder/und zentrierten oder/und nachgeführten Re
flexion solarer Strahlung auf Gebäudeflächen oder/und der
Energie-Speicher-Zentren zum Zweck der Erwärmung bzw. Ener
gie-Akkumulation dienen sowie gleichzeitig Blend-, Sicht- und
Wärmeschutz gewährleisten, können außer mit der Boden-
Arretierung R 3 und der Aufhängung U mit der teleskopartigen
Nachführungs-Vorrichtung R 7 oder mit dem Scherengitter R 6
ausgestattet werden, die manuell oder automatisch steuerbar
sind; nach Beendigung der Reflexion wird R 2 von den Nach
führungs-Vorrichtungen ausgeklinkt und manuell oder automa
tisch aufgerollt, (Querschnitt).
Fig. 9c/4 die schräg stehenden Reflexionsflächen von R 2 können
z. B. in der Mitte mit einem weiteren R 7 zurückgehalten und
eingeknickt werden, so daß eine noch größere und zentrierte
Reflexion und eine kleinere Speicherfläche erzielt wird;
der tatsächliche Abstand der beiden R 7 zu c 1 ist geringer,
(Querschnitt).
Fig. 9i in schematisierter Darstellung (Draufsicht) die dreh
baren Strahlungswände T, die dem jeweiligen azimutalen Son
nenstand nachgeführt werden und sowohl bei direkter als auch
bei reflektierter (c 1) Insolation (Pfeile) jeden gewünschten
Einstrahlungswinkel (z. B. 90°) ermöglichen, wobei der Antrieb
manuell oder automatisch gesteuert erfolgt; die drehbare
Abdichtung (vertikale Rolle) t 2, aus z. B. elastischem Material,
zwischen a und T; i = Innenraum.
Fig. 9k die drehbaren Strahlungswände T und den Reflexions
wagen k mit den bündelnden (fokussierenden) Reflexionsflächen
R 1, die, gemessen an der Aufnahmefläche von T, den drei- bis
zehnfachen (oder mehr) Solarenergie-Flächenbetrag auf die
Strahlungswand T reflektieren können, (Grundriß).
Fig. 9m eine Möglichkeit der variablen Dimensionierung von
Speichermassen und deren Speicher-Energiemengen (Temperatur
höhe), z. B. während ein Teil von T Wärme in den Innenraum
abstrahlt, wird die Speicher-Energie des anderen Teils an dem
Wärme-Ausgleichs-Vorgang durch den Isolierraum g 5 gehindert
und in ihrer Temperaturhöhe erhalten und für einen späteren
Zeitpunkt aufbewahrt oder/und der kleinere Teil wird kurz
aufgeladen und der größere Teil danach insoliert, während der
kleinere Teil bereits abstrahlt, falls Sofort-Wärme benötigt
wird, oder in g 5 wird ein leitender Stoff (z. B. Wasser) einge
bracht, um bei Abruf die in der Mitte eingelagerte Wärme-Ener
gie zu befördern und abstrahlen zu lassen, Fig. 9m/1, (Draufsicht).
Fig. 9n den temporären Wärmeschutz g 4 als schranktüren-ähn
liche Verkleidung (Klapp-Element), (Aufriß).
Fig. 9p-t eine azimutal nachführbare Strahlungswand T, die
gleichzeitig in zwei Räume Wärme abstrahlen kann; der tempo
räre Wärmeschutz g 4 als Schiebe-Element und g 3 als Rolladen,
Rollos, (Grundriß), Verlagerung von T weiter nach c möglich.
Fig. 9u, Fig. 9x die drehbare Strahlungswand T, den Reflexions
wagen k, den hochwärmeleitenden Stoff z 1 zur zügigen Erwär
mung, das wärmedämmende Material g 1, die Innenwand b, den
Innenraum i, (Grundriß).
Fig. 9v die drehbare Strahlungswand T mit dem Isolierraum g 5
als Tonne;
der Wärmeschutz des äußeren Bereichs ist in g 1 eingeschoben, (Grundriß).
der Wärmeschutz des äußeren Bereichs ist in g 1 eingeschoben, (Grundriß).
Fig. 11a eine Beschattungstabelle für Antipodenfronten,
Beispiel: am 15. Februar um 8.30 h an einem Ort 50° NB wird
die Antipodenfront c 1 eines Gebäudes mit einem Gebäudewinkel
von 90° zu 80% beschattet, die eines Gebäudes mit einem
Gebäudewinkel von 55° nur noch zu 30%; die angeführten Daten
sind nur ca.-Angaben, die in erster Linie die Verhältnismäßig
keit aufzeigen sollen.
Fig. 11b das Beschattungs-Verhältnis hinsichtlich der Winter
garten-Nutzung bzw. Reflexions- und Speicherungs-Nutzung;
Beispiel: bei einem azimutalen Sonnen-Einstrahlungswinkel
von 205° an einem 21. Feb./Okt. gegen 13.30 h (51° NB) erhält
das Pamaresol-Gebäude mit einem Gebäudewinkel von 65° eine
100%ige Solar-Einstrahlung im Wintergarten und auf der Anti
podenfront, während das rechtwinklige Gebäude nur noch eine
25%ige Solar-Einstrahlung im Wintergarten und ca. 50%ige
auf der Antipodenfront erhält (bei gleichem Volumen, gleichem
Flächeninhalt, gleichen Grundstücksmaßen); die Gestaltung der
Antipodenfront c 1 im 90°-Winkel ist möglich, da z. B. bei ge
wünschter Reflexion R/k oder R 2 (schwenkbar) eingesetzt werden
können, (Grundriß).
Fig. 11c das Beschattungs-Verhältnis wie vor;
selbst dann, wenn die Flankierung der Wintergärten um die
Hälfte gekürzt wird - was energetisch äußerst nachteilig für
die Gebäude ist - weist der Wintergarten des rechtwinkligen
Gebäudes schon kurz nach der Mittagszeit eine Beschattung
von über einem Drittel (35%) auf, (Grundriß).
Fig. 11d das Beschattungs-Verhältnis am frühen Vormittag:
während z. B. am 21. Dezember gegen 9.00 Uhr an einem Ort
51° NB bei einem azimutalen Insolations-Winkel von 140°
das rechtwinklige Gebäude (gestrichelte Linie, 90°) noch
immer eine Beschattung des Wintergartens von ca. 68% (B)
aufweist, beträgt die Wintergarten-Beschattung des Pama
resol-Gebäudes (65°) bereits nur noch ca. 25% (B 1).
Fig. 10, Fig. 10a, Fig. 10b das Pamaresol-Gebäude in mehrge
schossiger Ausführung als Wohnungs-, Verwaltungs-, Schulungs-,
Klinikbau etc., u. U. in Kaskaden-Form od./u. Maisonette-Gestal
tung, u. a. zur Erzielung hoher Wintergärten, Grundriß.
Fig. 12, Fig. 12a das Solarlichtband SL (Querschnitt);
über Reflexionsflächen wird solares Licht und derenWärme-
Energie von einem oberenOrt zu einem unteren Ort transpor
tiert, wodurch z. B. mehrere Geschosse eines Gebäudes und ins
besondere das untere mehr Tageslicht und Wärme erhalten als
in konventionellen Lichtschächten.
Fig. 13 Pamaresol-Gebäude für inverse Nutzung (Seitenansicht).
Der Konzeption zu diesem Gebäude lag die wohnqualitative Aufgabe,
eine Konstruktion des Klimas und des Lichts zu erstellen und die
daraus gefolgerte Forderung zugrunde, den größtmöglichen vertikalen
Anteil des Baukörpers insgesamt zeitgleich und so langdauernd wie
möglich, solarer und diffuser Strahlung auszusetzen und nicht wie
bisher, erst den rechten und danach den linken Teil eines Hauses
insolieren zu lassen, sondern eine synchron-optimale Insolation
des Gebäudes während des täglichen Zeitraums des winterlichen und
übergangszeitlichen Sonnenverlaufs zu erzielen, um in den Räumen
eine lichtdurchflutete, naturelle Atmosphäre, thermische Behaglich
keit, sowie die Speicherung solarer Energie nicht nur in inneren,
sondern auch in äußeren Bauteilen, z. B. den seitlichen Außenwänden,
zu erreichen.
Eine vorwiegend auf innenliegende Bauteile (Innenwände, Fußböden) ab
zielende Solarenergie-Speicherung ist in Anbetracht des terrestrisch
verfügbaren solaren Potentials äußerst verlustreich, da einerseits
ohnehin nach dem südlichen Solstitium, also während kalter Monate,
durch den sich unablässig ändernden solaren Altitudewinkel eine
ständige, sukzessive Verringerung des Bestrahlungsfeldes innerhalb
des Gebäudes gegeben ist und andererseits durch die Flächen und
Schatten von Möblierungen, wie Schränke, Tische, Sessel usw., die
direkte solare Bestrahlung schweren, wärmespeichernden Materials
erheblich eingeschränkt wird; ganz abgesehen von den Behinderungen
durch dekorative Ausstattungen, wie Teppichböden, Gardinen usw.,
oder/und durch bestimmtes Benutzerverhalten, wie Herablassen der
Rolläden bei Blendung oder zur Schonung der Möbel oder einfach wegen
Überhitzung des Arbeitsplatzes am Fenster. Diese in der Praxis nach
wie vor existierenden Fakten müssen auch künftig als weitverbreitete
Gewohnheiten bzw. Benutzerwünsche berücksichtigt werden.
So erfolgt, über den gesamten Zeitraum der Heizperiode betrachtet,
die Wärmespeicherung hauptsächlich über die Konvektion der Raum
luft und ist - zumal hierbei die Speichertemperaturen immer unter
den Lufttemperaturen liegen - folgedessen gering.
Anders bei dem Pamaresol-Gebäude:
Jede der beiden Außenwände erhält an einem Tag eine zweimalige
solare Bestrahlung. Einmal direkt, und ein weiters Mal über die
Reflexion.
Hinzu kommt, daß stets der weitaus größere Fassadenanteil des Hauses
erwärmt wird. Dies ist besonders während der Heizperiode energetisch
von maßgeblicher Bedeutung und kann ebenso an kalten Tagen anderer
Jahreszeit relevant sein. Die konsequente Verfolgung des Gebots, den
größtmöglichen vertikalen Anteil des Baukörpers zur südlichen Aus
richtung zu bringen, führte zu dem Ergebnis der Inversion der Inso
lations-Proportion vertikaler Gebäudeflächen insbesondere hinsichtlich
solar-energetischer Effizienz und Energie-Akkumulation (Fig. 1k), und
bedeutet in diesem Bereich die Umkehrung bisheriger Bauweise.
Die Inversions-Maßnahme ergibt eine Reduzierung der im gesamten
nördlichen, also auch nordwestlichen und nordöstlichen Gebiet liegen
den Fassadenflächen auf rund ein Drittel der vertikalen Gesamtfläche
des Hauptgebäudes, so daß nun rund zwei Drittel der Fassadenfläche
des Gebäudes effektiver Besonnung ausgesetzt sind. Der tatsächliche
Insolationsflächenumfang ist jedoch noch größer, da die zweimalige
solare Bestrahlung beider Außenwände berücksichtigt werden muß.
Unter Einbeziehung dieses Vorgangs lautet das Insolations-Verhältnis:
ein Viertel unbesonnter zu drei Viertel besonnter Vertikal-Flächen,
oder in einem anderen Beispiel sogar ¹/₅ zu ⁴/₅.
Die synchron-optimale Insolation mit zentrierter Reflexion ermög
licht sowohl eine kurz- als auch längerfristige Energie-Speicherung.
In Fig. 1g wird von der in mehreren Winkeln erstellten c 1, der gesamte
eingestrahlte Energie-Flächeninhalt auf einen kleineren, zur Wärme
speicherung vorgesehenen Bereich der Außenwand a zentriert reflektiert
und akkumuliert und als Wärme auch an die Innenwand b abgegeben.
Gleichzeitig wird eine Blendung im Fensterbereich ausgeschlossen
und die, für eine effektive Speicherung günstige dunkle Farbgebung
durch die Zentrierung auf ein Minimum reduziert.
Eine je nachBedarf regelbare Strahlungs- oder/und Warmluft-Heizung
stellt das Energie-Speicher-Zentrum A 1 dar, Fig. 1q (Grundriß).
Es kann aus den "Wand-in-der-Wand"-Speichern a 1, a 2 oder/und aus den
drehbaren Strahlungswänden T bestehen. Der von einem stationären, wär
medämmenden Material g 1 eingefaßte Wärme-Speicher a 2 (Fig. 8f, g, Drauf
sicht) enthält die solarenergetische Warmluft-Heizung P 1, von deren
Luftschächten - bei sofortigem Wärme-Bedarf - die vom Speicher er
wärmte Luft, als Umlauf über das Schwerkraftsystem oder einen Venti
lator, durch manuell oder automatisch regelbare Ein- und Auslaß-
Öffnungen in den Innenraum i gelangt. Damit ist ein rasches oder wie
auch benannt "flinkes" Reagieren gewährleistet.
An der Außenfront der Luftschächte z können zur zügigen Erwärmung
hochwärmeleitende Stoffe verwendet werden, an denen die zu erwärmende
Luft entlangstreicht.
Gleichzeitig bzw. unabhängig von der solarenergetischen Warmluft-
Heizung wirkt der Energie-Speicher a 2 als wärmende Strahlungswand.
Dies ist wiederum durch den temporären Wärmeschutz g 3 und g 4 wahl
weise regelbar, wobei letzterer, den wohnlichen Gegebenheiten ent
sprechend, aus einer schranktürenähnlichen, klappbaren Verkleidung
bestehen kann.
Für die Zeiten, in denen die Energie-Erzeugung (Solar-Strahlung) und
die Energie-Nutzung (Wärme-Bedarf) verschieden sind bzw. verschieden
sein können, wird die in dem Speicher-Zentrum A 1 gespeicherte Solar-
Energie durch die beiderseitige Dämmung g 3 und g 4 isoliert und auf
bewahrt und zu einem späteren Zeitpunkt, wenn wieder Wärme-Bedarf
anfällt, freigegeben. Andererseits wird mit dem selben temporären Wärme
schutz vermieden, daß Energie der Zusatzheizung von den Speichern
absorbiert wird.
Somit ist A 1 ein dienliches Instrumentarium zur längerfristigen
Speicherung von Energie und zugleich eine Sicherung dafür, daß Regel-
und Steuerungs-Einrichtungen für ein eventuell vorgesehenes Verfahren
der Nachtabsenkung bzw. bei intermittierender Nutzung, nicht beein
trächtigt werden.
Die Abmessungen des Gebäudes sind variabel und richten sich
nach Standort und finanziellem Rahmen, so daß die jeweiligen Projekte
sowohl auf größeren, als auch auf kleineren Grundstücken ausgeführt
werden können.
Integraler Bestandteil der Gebäudegeometrie ist jedoch u. a., daß
sämtliche Wohn- und Schlafräume einschließlich der Küche, separate
Zugänge bzw. Öffnungen sowohl zu den Wintergärten als auch zu den,
das Haus umgebenden Freiflächen haben. Dies ist u. a., im Winter wie
im Sommer, für die Klima-Regulierung innerhalb des Gebäudes von
wesentlicher Bedeutung.
Auch die nun durchführbare Nutzungs-Möglichkeit, daß die
Bewohner sich keiner Überhitzung aussetzen müssen und wertvolle
Einrichtungsgegenstände, wie Möbel, Teppiche, Gemälde usw. vor Schäden
bewahrt werden können, obwohl die gleichermaßen kostbare wie kosten
lose Solar-Energie im größtmöglichen Umfang ins Haus geholt und im
größtmöglichen Ausmaß gespeichert wird, liegt in der insolations-ener
getischen Konzeption begründet. Zum weiteren gewährt diese spezifische
Raumgliederung von vornherein den Ausschluß akustischer Problema
tik, die bei mancher - meist wegen der Wärmeverteilung und des Lichts
notwendig - "offenen" Grundrißgestaltung vorprogrammiert ist.
So kann z. B. der östliche Wintergarten von Kindern zumSpielen und
der westliche Wintergarten zum ungestörten Arbeiten, Lesen usw. ge
nutzt werden. Auch die Verteilung der, sich in denWintergärten sam
melnden Warmluft erfordert kein "offenes" Haus. Während des gemein
schaftlichen Frühstücks, z. B. im östlichen Wintergarten, beginnt be
reits, und zwar völlig unabhängig voneinander, die Erwärmung des
westlichen Wintergartens, einschließlich der Außen- und Innenwand
und der angrenzenden Eß- und Wohnzimmer.
Durch diese und weitere Möglichkeiten und Funktionen, sowie durch
die gestalterische Einbindung werden die Wintergärten praktisch in
den Wohnbereich integriert. Oder anders besehen: ein Teil des Wohn
bereichs liegt nun, durch transparente Flächen geschützt,
unter freiem Himmel, was für die Bewohner größere Annehmlichkeit,
besonders in gesundheitlicher Hinsicht, und eine gewisse Unabhängig
keit vom Wetter bedeutet.
Das obere Geschoß beherbergt z. B. ein Schlafzimmer, ein Gästezimmer, zwei
Bäder und einen Fitneßraum. Links und rechts vom Ausgang zum Dach
garten befinden sich zwei Warmluft-Kollektorräume, in deren Böden
transparente Flächen eingelassen sind, wodurch die unteren Räume
(Wohn- und Kinderzimmer) zusätzliche natürliche Helligkeit erhalten.
Neben einer Begrünung der Dachterrasse kann eine aktivthermische od./
und eine photovoltaische Solar-Nutzung vorgenommen werden.
Zur Herabsetzung des nächtlichen, insbesondere winterlichen Wärme
abflusses und gleichzeitig zur Wärmeabweisung im Sommer ist ein
temporärer Wärmeschutz (Rolladen, Folien-Rollos usw.) vorgesehen.
Durch diese flexiblen Abdeckungen werden die drehbaren Strahlungs
wände T - die sich auch für, in Lichtbauweise erstellte Fertig
teil-Konstruktionen eignen - und die Außenwände a, neben ihrer über
gangszeitlichen und winterlichen Funktion als Wärmespeicherwände,
dann ebenso im Sommer zum Klima-Regulator, da ihre Flächen nun nicht
besonnt werden und jetzt als Kühlwände wirken, die zusätzlich noch
mit kühlerer Luft aus dem Erdreich durchströmt werden können.
Für die Entlüftung der Wintergärten ist zusätzlich am höchsten
Punkt eine Traufen-Lüftung vorgesehen. Die Belüftung erfolgt,
speziell im Sommer, über die im rückwärtigen Teil, in Bodennähe
installierten Belüftungsflügel, so daß stets aus dem schattigen
Außenbereich des Hauses kühlere Luft nachströmt.
Zur größtmöglichen Erhaltung des jeweils herbeigeführten Raum
klimas innerhalb des Gebäudes ist es notwendig, daß das trans
parente und opake Material der Raumumschließungsflächen gute,
wärmedämmende Eigenschaften aufweist.
Sollte eine Zentrierung der Energie nicht notwendig erscheinen bzw.
nicht gewünscht werden, kann auch nur die direkte Solar-Strahlung zur
Anwendung kommen (Fig. 1c/1, Grundriß) und die Reflexions
mittel entfallen zeitweilig, teilweise oder gänzlich (2. Variante der
synchron-optimalen Insolation). Da die, nach dem Prinzip der Inversion
der Insolations-Proportion entworfene, spezifische Gestaltung des
Gebäudes gleich bleibt, ist auch bei der 2. Variante die erzielte, ein
gestrahlte Solarenergie-Summe unverändert gleich hoch. Lediglich die
Verteilung und Verwertung der Energie ist dann eine andere.
So kann z. B. c 1 teilweise (oder umfassend) massiv bzw. als Speicher
wand und die a-Wand als tragende, speichernde Innenwand erstellt wer
den (ähnlich wie Fig. 7d oder Fig. 2b oder Fig. 1c/1).
Die Fig. 7f, g, h zeigen weitere Entwurfsskizzen der Insolations-
Konstruktion. Auch für diese Gebäude sind beide Varianten der
synchron-optimalen Insolation wählbar.
Dies gilt ebenso für die Grundrißskizzen der mehrgeschossigen
Wohnungs-, Verwaltungs-, Schulungs- und Klinikbauten etc., Fig. 10a und
Fig. 10b.
Durch das Solarlichtband SL (Fig. 12), das, ohne zu blenden, weitere
natürliche Helligkeit in die Räume leitet und Wärme-Energie in das
Erdgeschoß zur Speicher- und Warmluft-Nutzung transportiert, kann das
Wintergartenvolumen u. U. entsprechend reduziert werden (Querschnitt).
Zu seiner eigentlichen Aufgabenstellung kann das Solar-Reflexions-
Rollo R 2, in Verbindung zu einer Schwenkschiene, auch mit der tele
skopartigen Nachführungs-Vorrichtung R 7 ausgestattet werden, mit der,
während des Sonnenverlaufs, ständig ein für die Speicherung wirkungs
voller Reflexionswinkel erzielt wird, Fig. 9c/2 (Querschnitt).
In Fig. 8c ist eine weitere, zusätzliche Erwärmung der Innenwand b dar
gestellt. Durch den, im Warmluft-Kollektorraum P installierten, in
unterschiedlicher Stellung befindlichen Reflexionsschirm V wird die
Solar-Einstrahlung auf eine Hälfte der Innenwand gelenkt, so daß die
untere Wandhälfte unbeschadet möbliert werden kann (Querschnitt).
Fig. 1h zeigt in schematischer Darstellung die solare Einstrahlung,
z. B. an einem Ort 51° nördlicher Breite am 21. Februar um 9.00 Uhr
unter dem Azimutwinkel von 135° (R/k gestrichelt) und eine Stunde
später um 10.00 Uhr unter dem Azimutwinkel von 150°, wobei jeweils
die Solar-Reflexion im z. B. 90°-Winkel auf die Außenwand a erfolgt.
Die direkte Solar-Strahlung trifft im gleichfalls günstigen 70°-
Winkel auf. Beträgt der Gebäudewinkel 60°, so erhöht sich der Ein
fallwinkel auf 75°.
Allgemein gilt, um so schwächer die Intensität der Insolation,
z. B. frühmorgens, spätnachmittags, um so günstiger muß der Ein
fallwinkel auf a sein; um so stärker die Intensität, z. B. mittags,
um so mehr kann der Einfallwinkel vernachlässigt werden.
Auch das unterstreicht, welche Bedeutung der entsprechenden Größen
bestimmung der Gebäudewinkel zukommt und wie sehr die endgültige
Elimination des rechten Winkels innerhalb der opaken, südlichen
Grundriß-Peripherie überfällig ist.
Würde experimentell einem rechtwinkligen Gebäude, dessen Ost/West-
Fassaden parallel zur Nord-Süd-Richtung stehen, gleichermaßen Win
tergartenfronten c 1 zugeordnet werden, ergäbe das, nun auf die Re
flexion und die Wintergartennutzung bezogen, folgenden Vergleich:
während z. B. am 11. November um 8.30 Uhr an einem Ort 50° NB die
Antipodenfront c 1 des konventionellen Hauses (90° Gebäudewinkel)
zu ca. 75% beschattet ist, befindet sich auf c 1 des hier beschrie
benen Gebäudes (z. B. 60° Gebäudewinkel) eine Beschattung von nur
ca. 15%. Nach kurzer Zeit ist die Reflexionsfläche und der Win
tergarten ohne Schatten, die Antipodenfront des Vergleichsgebäudes
jedoch noch nach einer Stunde zu ca. 57% beschattet.
Hierbei wird auch deutlich, daß ein Haus, das nach den Grundsätzen
der insolations-energetischen Gebäudekonzeption erstellt wird,
die Bewohner mit einem größtmöglichen Quantum an Tageslicht versorgt.
Jenes Licht, das u. a. mit seinem ultravioletten Bereich entscheiden
den Einfluß auf die Gesundheit des Menschen nimmt, indem es z. B.
das überaus wichtige Immunsystem bedeutsam stärkt, die Hormonpro
duktion sowie den Gesamt-Organismus begünstigend fördert und somit
optimal auf Psyche und Körper einwirkt.
In früheren Jahrhunderten, als der Hauptanteil der Bevölkerung land
wirtschaftlich, also tagsüber vorwiegend unter freiem Himmel tätig
war, mögen die dunklen Behausungen mit ihren winzigen Öffnungen aus
reichend gewesen sein; abgesehen davon, daß die zugebilligten bzw.
vorhandenen Mittel oft gar keine andere Wahl ließen.
Aber in heutiger Zeit, da der Aufenthalt fast ganzjährig zumeist in
geschlossenen Räumen stattfindet, muß zur Aufnahme des eminent
wichtigen Tageslichts für einen Ausgleich durch größte Transparenz
gesorgt werden.
Das schließt durchaus nicht, richtige Anwendung vorausgesetzt, die
Erzielung von Geborgenheit aus. Und speziell für Kinder ist das
tägliche Spielen und Lernen unter freiem Himmel, jedoch geschützt
gegen Kälte und Nässe in den langen Zeiten von Herbst und Winter
von größter Bedeutung.
Außerdem wird zusätzlich für jeden der Bewohner der Wechsel der
Jahreszeiten auf angenehme Art auch in das Wohnen miteinbezogen.
Generell sei noch festgehalten, daß natürlich nicht nur der direkte
Sonnenschein, sondern auch die diffuse Strahlung nachweislich be
deutenden solaren Energiegewinn ermöglicht. Und ganz besonders zu
Umfang und Intensität der winterlichen Solar-Strahlung sei klar
gestellt, daß es - auf diesen Zeitraum bezogen - nicht so sehr darauf
ankommt, zu erfahren, wie wenig kWh/m2 auf horizontaler, sondern viel
mehr, wieviel kWh/m2 auf vertikaler Fläche einfallen. Denn da die Sonne
in dieser Zeit vorteilhafterweise mit einem geringen Höhenwinkel
auf die vertikalen Gebäudeflächen trifft, ist gerade dort eine hohe
Energie-Akkumulation erzielbar.
Ebenso falsch ist es, für die Bewertung der winterlichen solaren
Situation allein den Monat Dezember oder, was noch häufiger geschieht,
nur einen Tag, den 21. Dezember, als Orientierungspunkt zugrunde zu legen.
Bekanntermaßen umfaßt schon der winterliche Anteil der Heizperiode
mehrere Monate, ganz zu schweigen von den mindestens sieben Monaten
der gesamten Heizperiode.
So ist denn der zweckmäßigere Bestimmungsraum etwa Ende Januar
oder noch besser im Monat Februar anzusiedeln, zumal dies auto
matisch die ebenfalls notwendige Berücksichtigung der meisten
anderen, in der Heizperiode liegenden Monate erbringt, da z. B.
Januar den gleichen Sonnenverlauf hat wie November oder Februar
den gleichen wie Oktober.
Einen azimutalen Sonnenverlauf im Monat Februar zeigt Fig. 3c.
Die in diesem Zeitabschnitt vorherrschenden solaren Gegebenheiten
müssen bei der Gebäudegestaltung und vornehmlich bei der ent
sprechenden Bemessung der Gebäudewinkel zugrunde gelegt werden.
Das heißt, die Gebäude-Geometrie muß unter das energetische Diktat
des solaren Azimuts gestellt werden, wobei der weitaus größere
Fassaden- bzw. Wandanteil der größtmöglichen, also der synchron-
optimalen Insolation auszusetzen ist. Gebäudewandflächen, die in
winterlicher Zeit nicht in der Lage sind, die Solar-Energie
effektiv zu nutzen, sind Mankoflächen und müssen deshalb
- und nicht nur wegen der Transmissionswärmeverluste - so klein
wie möglich gehalten werden. Sie sollten als Ganzes kleiner
als der insolierte Vertikal-Anteil des Gebäudes sein.
(Prinzip der Insolations-Konstruktion).
Nachdem nun auch der Bundes-Präsident dafür plädiert hat, die
Sonnenenergie zum Thema "Nummer Eins" zu machen und auch der
Bundesminister für Forschung und Technologie in einer offiziellen
Stellungnahme erklärte (Zitat): "Die Sonnenenergie ist auch für die
Bundesrepublik Deutschland eine interessante Energiequelle. Wir
müssen sie zunehmend nutzen. (. . .) Wirtschaftlich am sinnvollsten
ist heute die sogenannte passive Solarnutzung: das heißt die
energiebewußte architektonische Gestaltung von Gebäuden, . . .",
sollten nun auch das Bauwesen und künftige Bauherren(innen) in
größerem Maßstab als bisher, den für den Menschen wichtigsten
Natur-Faktor Sonnenlicht berücksichtigen und schon bei der Planung
die konsequente Nutzung der Qualität Solar-Energie als Wohnwert-
Steigerung und als wesentliches Merkmal modernen gesunden Bauens
voraussetzen und festschreiben.
Und nicht zuletzt auch, weil damit gleichzeitig ein hervorragender
Beitrag zur dringlich-notwendigen Verringerung der belastenden
Schadstoff-Emissionen und somit zum Umweltschutz geleistet werden
kann.
Claims (6)
1. Dem Pamaresol-Gebäude liegt eine insolations-energetische
Gebäude-Konzeption bzw. Insolations-Konstruktion zugrunde, die
u. a. mit geradliniger oder/und gewinkelter oder/und gekrümm
ter, zum Süden (auf südlicher Erdhalbkugel zum Norden) bzw.
zum Sonnenverlauf weisender Verjüngung des Kerngebäudes nebst
dessen beidseitigen, flankierenden Wintergärten bzw. Antipoden
fronten bei gleichzeitiger optimaler Reduzierung nördlicher,
einschließlich nordöstlicher u. nordwestl., ineffektiver Fassaden
flächen, eine Inversion der bisherigen Insolations-Proportion
vertikaler Gebäudeflächen hinsichtlich solarenergetischer
Effizienz und Energie-Akkumulation, insbesondere im winter
lichen und übergangszeitlichen Bereich, beinhaltet, um u. a.
sowohl mit der 1. Variante der synchron-optimalen Insolation, als
auch mit der 2. Variante der synchron-optimalen Insolation, - also
z. B. wählbar, ob mit oder ohne Zentrierung der Energie-Speicherung
in den stationären oder drehbaren Strahlungswänden, der solarener
getischen Warmluft-Heizung oder dem Solarlichtband, und ob mit
oder ohne Reflexionswagen, den Reflexionsschirmen usw. -
so frühzeitig wie möglich bzw. so langdauernd wie möglich,
zeitgleich den größtmöglichen bzw. den weitaus größten Vertikal-
Anteil des immobilen, wie auch, bei entsprechender Ausführung,
mobilen Baukörpers zu erwärmen,
oder um in einer dem Sonnenverlauf abgewandten Ausrichtung der immobilen bzw. mobilen Ausführung eine inverse Nutzung, insbeson dere in wärmeren oder heißen Zonen, zu erzielen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Pamaresol-Gebäude durch die Inversion der Insolations- Proportion in Bezug auf das Verhältnis solarenergetisch effek tiver zu solarenergetisch ineffektiver Vertikalflächen nicht nur ein Ergebnis von ³/₅ zu ²/₅ oder ²/₃ zu ¹/₃ erzielt, son dern in Verbindung mit der synchron-optimalen Insolation ein Insolations-Proportionsfaktum von z. B. ¾ zu ¼ oder ⁴/₅ zu ¹/₅ erreicht,
und daß bei Anwendung der 2. Variante der synchron-optimalen Insola tion, wobei nur die direkte Solar-Strahlung unter Wegfall der Re flexionsmittel einwirkt, auf Grund der spezifischen Konstruktion des Gebäudes die Summe der einstrahlenden Solar-Energie gleich der Summe der einstrahlenden Solar-Energie der 1. Variante ist,
und daß die zum Sonnenverlauf weisende Verjüngung des Kerngebäu des nicht nur geradlinig (bzw. mehrfach verschieden gewinkelt), in bestimmten, den solar-azimutalen Ge gebenheiten entsprechenden Gebäudewinkeln, die zwischen 35° (oder weniger) und 85° (oder mehr) betragen können, gestaltet werden kann, sondern daß diese Verjüngung auch in gekrümmter Form, z. B. mit vorgegebenen Segmenten oder/und Teil-Ovalen als Größen für die Grundrisse, einschließlich der Antipodenfronten, erstellt wer den kann,
und daß mit der in mehreren Winkeln oder/und in gekrümmter Form erstellten Antipodenfront (Wintergartenfront) eine Zentrierung der eingestrahlten und dann reflektierten Solar-Energie auf einer gegenüberliegenden Fläche, z. B. zum Zweck der Speicherung, erzielt und gleichzeitig eine Blendung der Benutzer und Schädigung wert voller Einrichtungsgegenstände vermieden wird,
und daß das Energie-Speicher-Zentrum, das z. B. aus der statio nären Strahlungswand oder/und der solarenergetischen Warmluft- Heizung bestehen kann, eine längerfristige, auf Abruf bereitstehen de Energie-Speicherung, unter Verwendung eines temporär steuer baren Wärmeschutzes, ermöglicht,
und dadurch gekennzeichnet,
daß insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei Anwendung der 2. Variante z. B. die Antipodenfront oder/und der an diese an schließende Fußboden zur Energie-Rezeption speicherfähig aus gebaut werden können oder/und die aufsteigende Warmluft des Wintergartens abgesaugt und zur Durchströmung (und somit zur Erwärmung) von Wänden, Böden und Decken genutzt werden kann,
und daß das Pamaresol-Gebäude es ermöglicht, die schädigende Einwirkung der Solar-Strahlung, z. B. auf Einrichtungsgegenstände wie Möbel, Gemälde, Teppiche, Gardinen usw., auch technische In strumente, Arbeitsmittel, Musikinstrumente usw., oder/und die Blendung und die Überhitzung in den Räumen, auszuschließen, ohne daß diese solare Wärme-Energie verloren geht, indem sie unter Einsatz der Mehrfach-Funktionen der Solar-Reflexions rollos, z. B. in die Wintergärten abgestrahlt oder/und in den Antipodenfronten und Fußböden gespeichert wird,
und daß nicht nur die Reflexionsflächen mit ihren Reflexions wagen und die Solar-Reflexionsrollos sowie die Reflexions schirme dem jeweiligen Sonnenverlauf folgen können, sondern auch die drehbaren Strahlungswände zumindest solar-azimutal nachführbar sind,
und daß auch das Beschattungs-Verhältnis hinsichtlich der Win tergarten-Nutzung bzw. Reflexions- und Speicherungs-Nutzung, eindeutig offenlegt, daß das Pamaresol-Gebäude gegenüber bis heriger Bauweise eine weitaus größere, länger andauernde und effizientere Insolation ermöglicht, und somit auch die Benutzer mit einem, für die Gesundheit eminent wichtigen, größeren Quan tum an Tageslicht versorgt,
und daß das Pamaresol-Gebäude auch ungleichseitig, z. B. mit verschiedenen Gebäudewinkeln oder/und unterschiedlicher Krüm mung, gestaltet werden kann,
und dadurch gekennzeichnet,
daß die für die Mehrgeschoßbauten gezeigten Konstruktions-Bei spiele (z. B. Grundrisse) auch für andere Gebäude-Typen (z. B. Ein familienhäuser) verwendbar sind und umgekehrt, wie auch andere Varianten austauschbar sind,
und daß das Pamaresol-Gebäude mit den verschiedensten Insola tions-Proportionen, z. B. auch ½ zu ½ oder ²/₅ zu ³/₅ erstellt werden kann, jedoch die energetischen Ergebnisse dann ebenfalls entsprechend ausfallen,
und daß eine geographisch exakt nach Süden weisende Ausrichtung des Gebäudes nicht unbedingt erforderlich ist und bestimmte Abweichungen durchaus möglich sind,
und daß mit dem Pamaresol-Gebäude auch eine inverse Nutzung möglich ist, indem sowohl mit der mobilen als auch mit der immo bilen Ausführung durch entsprechende Drehung bzw. entsprechender geographischer Ausrichtung (z. B. nach Norden) starke Sonnenein strahlung abgewehrt werden kann, wie es z. B. im Hochsommer zuweilen wünschenswert sein kann bzw. in wärmeren oder heißen Zonen uner läßlich ist,
und daß der Warmluftkollektor nicht nur z. B. zur hypokaustischen Heizung oder/und als Einsatzort des Reflexionsschirmes dient, sondern auch zur Installation eines solarenergetischen Warmwasser- Speichers genutzt werden kann,
und daß zur weiteren Tageslicht-Einbringung und Erwärmung, das Solarlichtband, das die Solar-Strahlung treppenartig vom oberen bis zum unteren, gewünschten Ziel reflektiert, in das Gebäude eingefügt werden kann,
und daß das Pamaresol-Gebäude nicht nur für wohnliche, sondern auch für andere private oder/und gewerbliche Zwecke - z. B. Bürohaus, Gewächshaus usw. oder Schul- und Klinikbauten etc- - geeignet ist,
und daß die Gebäude-Geometrie primär unter das energetische Diktat des solaren Azimuts gestellt werden muß, wobei der weitaus größere Fassaden- bzw. Wandanteil der größt möglichen, also der synchron-optimalen Insolation auszusetzen ist,
daß bei den drehbaren Strahlungswänden eine variable Dimen sionierung von Speichermassen und deren Speicher-Energiemen gen (Temperaturhöhe) möglich ist,
und daß die variable Dimensionierung von Speichermassen ein schließlich der ständigen Neubestimmungs-Möglichkeit durch Einbringung (bzw. Entfernung) gutwärmeleitender Stoffe in die Isolierräume g 5 nicht nur bei T, sondern auch bei stationären Wänden (z. B. normalen Hauswänden) anwendbar ist,
und daß die Gebäudewinkel (für die Verjüngung und die Anti podenfronten) selbstverständlich generell an jedem Ort frei wählbar sind und ebenso die geographische Ausrichtung, und dann ebenso auch die energetische Effektivität den jeweils gewählten Maßnahmen entspricht.
oder um in einer dem Sonnenverlauf abgewandten Ausrichtung der immobilen bzw. mobilen Ausführung eine inverse Nutzung, insbeson dere in wärmeren oder heißen Zonen, zu erzielen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Pamaresol-Gebäude durch die Inversion der Insolations- Proportion in Bezug auf das Verhältnis solarenergetisch effek tiver zu solarenergetisch ineffektiver Vertikalflächen nicht nur ein Ergebnis von ³/₅ zu ²/₅ oder ²/₃ zu ¹/₃ erzielt, son dern in Verbindung mit der synchron-optimalen Insolation ein Insolations-Proportionsfaktum von z. B. ¾ zu ¼ oder ⁴/₅ zu ¹/₅ erreicht,
und daß bei Anwendung der 2. Variante der synchron-optimalen Insola tion, wobei nur die direkte Solar-Strahlung unter Wegfall der Re flexionsmittel einwirkt, auf Grund der spezifischen Konstruktion des Gebäudes die Summe der einstrahlenden Solar-Energie gleich der Summe der einstrahlenden Solar-Energie der 1. Variante ist,
und daß die zum Sonnenverlauf weisende Verjüngung des Kerngebäu des nicht nur geradlinig (bzw. mehrfach verschieden gewinkelt), in bestimmten, den solar-azimutalen Ge gebenheiten entsprechenden Gebäudewinkeln, die zwischen 35° (oder weniger) und 85° (oder mehr) betragen können, gestaltet werden kann, sondern daß diese Verjüngung auch in gekrümmter Form, z. B. mit vorgegebenen Segmenten oder/und Teil-Ovalen als Größen für die Grundrisse, einschließlich der Antipodenfronten, erstellt wer den kann,
und daß mit der in mehreren Winkeln oder/und in gekrümmter Form erstellten Antipodenfront (Wintergartenfront) eine Zentrierung der eingestrahlten und dann reflektierten Solar-Energie auf einer gegenüberliegenden Fläche, z. B. zum Zweck der Speicherung, erzielt und gleichzeitig eine Blendung der Benutzer und Schädigung wert voller Einrichtungsgegenstände vermieden wird,
und daß das Energie-Speicher-Zentrum, das z. B. aus der statio nären Strahlungswand oder/und der solarenergetischen Warmluft- Heizung bestehen kann, eine längerfristige, auf Abruf bereitstehen de Energie-Speicherung, unter Verwendung eines temporär steuer baren Wärmeschutzes, ermöglicht,
und dadurch gekennzeichnet,
daß insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei Anwendung der 2. Variante z. B. die Antipodenfront oder/und der an diese an schließende Fußboden zur Energie-Rezeption speicherfähig aus gebaut werden können oder/und die aufsteigende Warmluft des Wintergartens abgesaugt und zur Durchströmung (und somit zur Erwärmung) von Wänden, Böden und Decken genutzt werden kann,
und daß das Pamaresol-Gebäude es ermöglicht, die schädigende Einwirkung der Solar-Strahlung, z. B. auf Einrichtungsgegenstände wie Möbel, Gemälde, Teppiche, Gardinen usw., auch technische In strumente, Arbeitsmittel, Musikinstrumente usw., oder/und die Blendung und die Überhitzung in den Räumen, auszuschließen, ohne daß diese solare Wärme-Energie verloren geht, indem sie unter Einsatz der Mehrfach-Funktionen der Solar-Reflexions rollos, z. B. in die Wintergärten abgestrahlt oder/und in den Antipodenfronten und Fußböden gespeichert wird,
und daß nicht nur die Reflexionsflächen mit ihren Reflexions wagen und die Solar-Reflexionsrollos sowie die Reflexions schirme dem jeweiligen Sonnenverlauf folgen können, sondern auch die drehbaren Strahlungswände zumindest solar-azimutal nachführbar sind,
und daß auch das Beschattungs-Verhältnis hinsichtlich der Win tergarten-Nutzung bzw. Reflexions- und Speicherungs-Nutzung, eindeutig offenlegt, daß das Pamaresol-Gebäude gegenüber bis heriger Bauweise eine weitaus größere, länger andauernde und effizientere Insolation ermöglicht, und somit auch die Benutzer mit einem, für die Gesundheit eminent wichtigen, größeren Quan tum an Tageslicht versorgt,
und daß das Pamaresol-Gebäude auch ungleichseitig, z. B. mit verschiedenen Gebäudewinkeln oder/und unterschiedlicher Krüm mung, gestaltet werden kann,
und dadurch gekennzeichnet,
daß die für die Mehrgeschoßbauten gezeigten Konstruktions-Bei spiele (z. B. Grundrisse) auch für andere Gebäude-Typen (z. B. Ein familienhäuser) verwendbar sind und umgekehrt, wie auch andere Varianten austauschbar sind,
und daß das Pamaresol-Gebäude mit den verschiedensten Insola tions-Proportionen, z. B. auch ½ zu ½ oder ²/₅ zu ³/₅ erstellt werden kann, jedoch die energetischen Ergebnisse dann ebenfalls entsprechend ausfallen,
und daß eine geographisch exakt nach Süden weisende Ausrichtung des Gebäudes nicht unbedingt erforderlich ist und bestimmte Abweichungen durchaus möglich sind,
und daß mit dem Pamaresol-Gebäude auch eine inverse Nutzung möglich ist, indem sowohl mit der mobilen als auch mit der immo bilen Ausführung durch entsprechende Drehung bzw. entsprechender geographischer Ausrichtung (z. B. nach Norden) starke Sonnenein strahlung abgewehrt werden kann, wie es z. B. im Hochsommer zuweilen wünschenswert sein kann bzw. in wärmeren oder heißen Zonen uner läßlich ist,
und daß der Warmluftkollektor nicht nur z. B. zur hypokaustischen Heizung oder/und als Einsatzort des Reflexionsschirmes dient, sondern auch zur Installation eines solarenergetischen Warmwasser- Speichers genutzt werden kann,
und daß zur weiteren Tageslicht-Einbringung und Erwärmung, das Solarlichtband, das die Solar-Strahlung treppenartig vom oberen bis zum unteren, gewünschten Ziel reflektiert, in das Gebäude eingefügt werden kann,
und daß das Pamaresol-Gebäude nicht nur für wohnliche, sondern auch für andere private oder/und gewerbliche Zwecke - z. B. Bürohaus, Gewächshaus usw. oder Schul- und Klinikbauten etc- - geeignet ist,
und daß die Gebäude-Geometrie primär unter das energetische Diktat des solaren Azimuts gestellt werden muß, wobei der weitaus größere Fassaden- bzw. Wandanteil der größt möglichen, also der synchron-optimalen Insolation auszusetzen ist,
daß bei den drehbaren Strahlungswänden eine variable Dimen sionierung von Speichermassen und deren Speicher-Energiemen gen (Temperaturhöhe) möglich ist,
und daß die variable Dimensionierung von Speichermassen ein schließlich der ständigen Neubestimmungs-Möglichkeit durch Einbringung (bzw. Entfernung) gutwärmeleitender Stoffe in die Isolierräume g 5 nicht nur bei T, sondern auch bei stationären Wänden (z. B. normalen Hauswänden) anwendbar ist,
und daß die Gebäudewinkel (für die Verjüngung und die Anti podenfronten) selbstverständlich generell an jedem Ort frei wählbar sind und ebenso die geographische Ausrichtung, und dann ebenso auch die energetische Effektivität den jeweils gewählten Maßnahmen entspricht.
2. Pamaresol-Gebäude nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Strahlungswand T
auch solar-azimutal nachführbar ist und z. B. in der Fig. 9p-
Ausführung Wärme in zwei Räume abstrahlen kann und nicht
generell um 360° drehbar sein muß; und daß durch die zen
trierte, insbesondere fokussierende Reflexion, T wesentlich
kleiner oder/und niedriger gestaltet werden kann und somit
noch zusätzlich eine rückwärtige Reflexion, hinter der azi
mutal nachgeführten Strahlungswand, erfolgen kann Fig. 9w, Fig. 9x)
und eine drei- bis zehnfache (oder größere) Zentrierung
solarer Energie und damit eine entsprechend hohe Speicher-
Temperatur in T erzielbar wird und außerdem auch eine vari
able Dimensionierung der Speichermassen von T durch die un
terschiedlich eingebrachten Isolierräume g 5 vorgenommen wer
den kann, und daß diese Variabilität miteinschließt, die Dimen
sionierung ständig neu bestimmen zu können, indem, durch Öff
nungen zu g 5, leitende Stoffe (z. B. Wasser) in die Isolier
räume eingebracht werden bzw. wieder entfernt werden.
3. Pamaresol-Gebäude nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionswagen k nicht nur
mit einer Reflexionsfläche R, sondern auch noch mit einer
weiteren, an der Achse k 1 oder rückwärtig (k 3) befestigten
R ausgestattet werden kann oder/und ausschließlich mit den
fokussierenden Reflexionsflächen R 1 bestückt wird, die, gemes
sen an der Aufnahmefläche von T, die drei- bis zehnfache
(oder größere) Solar-Energiemenge z. B. auf T oder a 2 abstrah
len können, und daß bei ausreichender Größe der Strahlungs
wand T und extremer Zentrierung der Reflexion, diese auf der
Fläche von T wandert und eine Beförderung von k entfallen
kann und daß bei automatisch gesteuerter Beförderung sich
der Motor extern von k befindet.
4. Pamaresol-Gebäude nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Reflexionsschirme
V, z. B. für die Nutzung im Warmluftkollektorraum, unterteilt in
mehreren Gelenken erstellt werden können und somit eine
größere Reflexionsfläche mit gebündelter Abstrahlung erzie
len, wobei die Abstrahlungsflächen oder/und V insgesamt ge
krümmt und horizontal, den Azimutwinkel verfolgend, verschieb
bar sein kann.
5. Pamaresol-Gebäude nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Solar-Reflexionsrollos R 2
nicht nur der allgemeinen oder/und zentrierten oder/und nach
geführten Reflexion solarer Strahlung auf Gebäudeflächen oder/
und Energie-Speicher-Zentren zum Zweck der Erwärmung bzw.
Energie-Akkumulation dienen, sondern auch Mehrfach-Funktionen
wie z. B. Blend-, Sicht- und Wärmeschutz ausüben und mit der
teleskopartigen Nachführungs-Vorrichtung R 7 oder dem Scheren
gitter R 6 ausgestattet werden können, um dem Sonnenverlauf
folgen zu können, und daß die, wegen der Blendung in den Innen
räumen oder/und der Schonung der Einrichtung von den Reflex
ionsrollos R 2 abgewiesene Solar-Energie nicht verlorengeht
und z. B. in den Wintergärten gespeichert werden kann, und
außerdem, durch die Schrägstellung von R 2, die Türöffnungen
begehbar bleiben.
6. Pamaresol-Gebäude nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pamaresol-Gebäude in inverser
Nutzung auch in Zonen mit wärmerem oder heißem Klima einge
setzt werden kann, indem es u. a. eine dem Sonnenverlauf ent
gegengesetzte Ausrichtung erhält und nun umgekehrt der
ursprünglich nördliche Flächenanteil (Pufferzone d) inso
liert wird, der, wie vorher kalte Winde, jetzt die Solar-Strah
lung abwehrt und nunmehr ein, für diese Breiten hoher Tages
licht-Einfall erzielt wird; zusätzlich können Wände, Decken und
Räume der immobilen bzw. mobilen Ausführung mit kühlerer Luft
aus dem Erdreich durchströmt werden Fig. 13, Seitenansicht).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863637224 DE3637224A1 (de) | 1985-08-26 | 1986-11-03 | Gebaeude zur partial-maximalen rezeption solarer energie-strahlung mit synchron-optimaler und wandflaechenpartiell maximaler insolation |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853530416 DE3530416A1 (de) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | Gebaeude zur partial-maximalen rezeption solarer energiestrahlung mit synchron-optimaler und wandflaechenpartiell maximaler insolation |
DE19863637224 DE3637224A1 (de) | 1985-08-26 | 1986-11-03 | Gebaeude zur partial-maximalen rezeption solarer energie-strahlung mit synchron-optimaler und wandflaechenpartiell maximaler insolation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3637224A1 true DE3637224A1 (de) | 1988-07-28 |
Family
ID=25835372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863637224 Granted DE3637224A1 (de) | 1985-08-26 | 1986-11-03 | Gebaeude zur partial-maximalen rezeption solarer energie-strahlung mit synchron-optimaler und wandflaechenpartiell maximaler insolation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3637224A1 (de) |
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