DE3843067A1 - Waermerueckgewinnung bei einem bausystem in skelettbauweise fuer den wohnungsbau - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Wärmerückgewinnung bei einem Bausystem in Skelettbauweise, insbesondere für den Wohnungsbau nach Hauptpatanm. P 37 27 248.4-2S, mit raumum­ schließenden, an Außenwand-Stützprofilen befestigten, vorge­ fertigten Außenwandplatten in mehrschaliger Anordnung, die mit geeigneten Mitteln mit den Außenwand-Stützprofilen ver­ bunden sind und einer Dachkonstruktion aus freitragenden Dach­ bindern, die an den obersten Enden der Dachträger abgestützt ist, wobei die Außenwandöffnungen für Fenster und Türen durch jeweils C-förmige Profilstäbe seitlich begrenzt sind und die Außenwand-Stützprofile rohrförmige Hohlprofile sind, die mit parallel zu den Außenwandplatten verlaufend versehenen Flanschen eingesetzt sind und das Wandstützhohlprofil im Bereich der Eckausbildung durch ein rechtwinkelig zur Mittelwand hin ver­ setzt angeschweißtes Bauprofil ergänzt ist, an dem geeignete Befestigungsmittel zur Halterung von Außenwandplatten angreifen können, wobei Deckenträger in den Stützfreiraum eingeschoben und mit Stützenkopfwinkel an den Außenwand-Stützprofilen angeschraubt werden und an C-förmigen Leichtbauprofilen der Außenwand-Stützprofile waagerechte U-förmige Unterzüge über Winkel befestigt sind, an denen in Bereichen zwischen den Außen­ wand-Stützprofilen weitere Deckenträger über Verbindungswinkel angeschraubt sind und die Geschoßdecken aus auf den Deckenträ­ gern aufgelegten begehbaren Oberdeckenplatten und auf den unteren Flanschen der Deckenträger befestigten, nicht begehbaren Unter­ deckenplatten bestehen, wobei die Decken mit ihren oben aufge­ legten Oberdeckenplatten zusammen mit den unterhalb auf der Decke angebrachten Unterdeckenplatten einen weitgehendst luft­ dichten Hohlraum bilden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung des Hauptpatentes, soll dies in der Weise weitergebildet werden, daß ein nach dem erfin­ dungsgemäßen Bausystem in Skelettbauweise erstelltes Gebäude, wesentlich zur Verringerung der Transmissionswärmeverluste bzw. -gewinne eines Bausystems beiträgt, da auch dieses Bauwerk bau­ bedingt schon mit einer mehrschaligen Außenwandhülle versehen ist, in dessen allseitig gebildeten Luftspalt Luft einströmen kann, der mittels einer Wärmepumpe Wärme entzogen werden kann. Nach einem diesbezüglich bereits hinreichend bekannten Stand der Technik zur Wärmerückgewinnung auf diese Art und zur Intensivie­ rung der Warmluft und somit der Verbesserung des Wirkungsgrades der Wärmepumpe wurde für eine Wärmerückgewinnungsanlage für ein Gebäude bereits vorgeschlagen, da nach der Erfindung mit ihr eine Rückgewinnung von durch die Innenwand entweichende Wärmemenge in erheblichem Umfang möglich sei und daher die Wär­ mepumpe mit einem verbesserten Wirkungsgrad arbeiten könne, daß die Außenschale des Gebäudes - neben einer diesbezüglich bereits bekannten Wärmedämmschicht für die Innenschale des Gebäudes - insbesondere eine zum Zwischenraum gerichtete Wärmedämmschicht aufweisen soll. Aber auch diese Art der Wärmerückgewinnung gibt noch keine zusätzliche Wärmezufuhr von einer neuen Wärmequelle her, die für sich allein den Wirkungsgrad der Wärmepumpe erhöhen könnte.

Ausgehend von dieser Erkenntnis wurde in weiterer Ausbildung der Erfindung des Hauptpatentes gefunden, daß es bereits durch ge­ ringfügige mechanische Änderungen einzelner, bestimmter, das Bau­ system bildender Bauteile möglich sei, bei mehrschaligen Baulich­ keiten außer den ein- oder mehrschaligen Außenwandteilen sowie dem im Dachaufbau gebildeten Zwischenraum, nunmehr auch unter Ein­ beziehung eines bisher zur Wärmerückführung noch nicht genutzten Gebäudeinnenteils, noch zusätzlich Warmluft für eine Wärmerückge­ winnung zur Beheizung des Gebäudes rückzugewinnen und dadurch den Wirkungsgrad der Wärmepumpe wesentlich erhöhen zu können. Zusam­ menfassend kann bemerkt werden, daß bei allen diesen bekannten Einrichtungen die Mittel zur Verringerung der Transmissions-Wärme­ verluste bei einem Gebäude und dgl. relativ zu den damit erziel­ ten Ergebnissen verhältnismäßig aufwendig sind.

Aufgabe der Erfindung bei einem Gebäude eingangs erwähnter Art ist sowohl, daß die das Gebäude umgebende Außenwärme als auch die vom Gebäudeinneren nach außen entweichende Transmissionswärme von bisher noch nicht berücksichtigt gebliebenen Innenteilen des Ge­ bäudes auch zur Wärmeabgabe herangezogen wird, so daß auch diese Wärme in dem Luftstromkreis, der Wärmepumpe zugeführt wird und somit auch der Wirkungsgrad der Wärmepumpe beträchtlich erhöht werden kann, ohne daß hierdurch zusätzliche bauliche Maßnahmen wie z.B. Aufbringen von Dämmschichten auf die Innenwandseiten der Außenwände des Gebäudes erforderlich sind.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches bei einem Bausystem in Skelettbauweise insbeson­ dere für den Wohnungsbau verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß zur Wärmerückgewinnung dem durch eine Wärmpepumpe durch ein Gebäude in sich geschlossen geführten Wärmeluftkreislauf außer der übli­ chen Warmluftzufuhr von außen und vom Inneren des Gebäudes her Warmluft noch zusätzlich aus den Gebäudedeckenhohlräumen zugeführt wird. Zu diesem Zweck besteht die Decke aus mit Abstand nebeneinan­ der angeordneten Doppel-T-förmigen Deckenträgern mit auf deren Oberflächen aufgelegten Oberdeckenplatten und auf der Unterfläche befestigten Unterdeckenplatten besteht, wobei sie stirnseitig mit U-förmigen Unterzügen, mit denen die Deckenträger verbunden sind, zu einem geschlossenen Hohlraum allseitig geschlossen sind und daß mehrere nebeneinanderliegende derartig aufgebaute Hohlraum­ deckenteile jeweils ein Deckenganzes als einen Deckenhohlraumkörper ergeben und daß in den vertikal verlaufenden Doppel-T-Teilen der Deckenträger und in den diese stirnseitig abschließenden Unter­ zügen luftführende Durchbrechungen vorgesehen sind, die einer­ seits den inneren Hohlraum eines Hohlraumdeckenteils mit dem je­ weils benachbarten Hohlraum des anderen nächst anliegenden Hohl­ raumdeckenteils, und andererseits diese Hohlräume der Deckenteile über Durchbrechungen in den U-förmigen Unterzügen mit dem Luft­ spalt mit der zur Wärmepumpe führenden Umluft luftführend mit­ einander verbinden und die zusammen mit den stirnseitig angeordne­ ten Unterzügen, die gleichzeitig als Befestigung der Deckenträger dienen, die allseitig in sich geschlossene Hohlraumdecke ergeben.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungs­ beispiel näher erläutert ist, veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 7 eine schematisch perspektivische Darstellung der mittelbaren Wärmeeinwirkung aus der Umwelt in den Innenraum und Transmissionswärme vom Innenraum nach außen und schließlich unmittelbar aus der Hohlraum­ decke in den Luftspalt zur Wärmepumpe und von dieser wieder zurück in den Luftstromkreislauf im Luftspalt.

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnittes eines teilweise offenen Deckenhohl­ raumes mit einem Hausausschnitt mit einem allseitig das Haus einschließenden Luftspaltes zur Führung des Warmluftstromes in Kommunikation mit diesen und den in der benachbarten Hohlraumdecke in sich ge­ schlossenen, über die Wärmepumpe geführten Luftstrom.

In Fig. 1 ist 1 ein zweistöckiges Haus mit Dachteil 2 und Unter­ kellerung 3 im Schnitt, das im wesentlichen mit einem Luftspalt 4 umgeben ist, in dem ein Luftstrom, im vorliegenden Fall Warmluft S, zirkuliert, die sich einerseits aus Transmissionswärme 6, also jener Wärme, die mittelbar durch die Wände aus dem Hausinneren in den Luftspalt 4, sowie aus Luft 7 der Umwelt, die mittelbar durch die Außenwand des Hauses in den Luftspalt 4 vom darin zirkulieren­ den Luftstrom mitgenommen wird und schließlich aus einer neuen, unmittelbar aus einer Hohlraumdecke 74 kommenden Hohlraumdecken- Warmluft 8, die sich aus dem zirkulierenden Umlauf der bereits mittelbar gewonnenen Warmluft 5 u. 7 im Luftspalt 4 beimengt, zu­ sammensetzt. Diese Wärmeenergien werden zusammen durch einen Venti­ lator 10 angesaugt und einer Wärmepumpe 11 zum Wärmeentzug zu­ geführt, von wo aus sie als abgekühlte Warmluft 12 über einen Um­ luftschacht 13 neuerlich dem Luftkreislauf zur Wiedererwärmung und abermaligem Wärmeentzug der Wärmepumpe 11 zugeführt werden.

In Fig. 2 ist der vergrößerte Ausschnitt eines Stockwerkes eines Hauses 1 unter besonderer Berücksichtigung der Hohlraumdecke 14 dargestellt. Die Hohlraumdecke 14 besteht hierbei aus einem Doppel-T-förmigen Deckenträger 15 im Bereich eines Außenwand­ stützprofils 1 a als Zwischenstützen der Deckenträger 15, deren Flanschbreite, die dem Spreizmaß zwischen C-förmigen Leichtbaupro­ filen 1 b, 1 c der der Stützprofile entspricht, so daß der Decken­ träger 15 in den Stützraum eingeschoben werden kann. Die Deckenträ­ ger werden hierbei mit den Außenwandstützprofilen 1 a mittels Stützenkopfwinkel verschraubt.

Um weitere Deckenträger 15 einziehen zu können, werden an C-för­ migen Leichtbauprofilen 1 b, 1 c der Außenwand-Stützprofile 1 über Winkel, waagerecht U-förmige Unterzüge 18 durch Schraubverbin­ dungen angeschlossen, an denen die weiteren Deckenträger 15 über Verbindungswinkel angeschraubt werden. Die Geschoßdecke als Ganzes besteht demnach aus auf den Deckenträgern aufgelegten Oberdeckenplatten 17 und aus auf den Trägerflanschen aufgelegten nicht begehbaren Unterdeckenplatten 16, wobei der zwischen den bei­ den Deckenplatten entstandene Hohlraumdeckenteil 9 stirnseitig durch die beiderseits vorgesehenen Unterzüge 18, von denen hier nur ein Unterzug sichtbar ist, zu einer in sich geschlossenen Hohl­ raumdecke 14, ausgebildet ist. Zur Luftkommunikation der einzelnen, nebeneinanderliegenden, durch den jeweiligen Deckenträger 15 von­ einander getrennten Hohlraumdeckenteil 9 ist im senkrechten T-Teil 27 jedes inneren Doppel-T-förmigen Deckenträgers eine Durchbrechung 22 und zur Luftverbindung jedes Deckenhohlraumteiles 9 mit dem Luftspalt 4, sind für jede Hohlraumdecke 14 in den Unterzügen 18 Luftöffnungen 23 vorgesehen. Diese können beiderseits mit Absperr­ klappen 19 oder Schiebern 20 versehen sein, so daß die unmittelbare Wärmezuführung in den Luftspalt 4 partiell ganz oder teilweise ab­ gesperrt werden kann. Lediglich für den Deckenhohlraumkörper über dem Kellergeschoß 3, in dem die Warmluft mittels eines Ansaug­ stutzens 24 der Wärmepumpe 11 mit dem Ventilator 10 zur Umwälzung der Kalt-/Warmluft zugeführt wird, ist keine Luftabsperrung durch Schieber oder Klappen vorgesehen. Die auf diese Art durch die Wärmepumpe zurückgewonnene Wärmeenergie wird zur Warmwasserauf­ bereitung für das Bad, die Küche und dgl., insbesondere aber für im Boden verlegte Rohre 25 zur Warmwasserzuführung für eine Fußbodenheizung verwendet.

Besonders vorteilhaft bei dieser Anordnung ist es, daß für diese Art von Luftumwälzung außer dem Umluftschacht 3 kein geschlossenes System wie Rohre und dgl. benötigt wird und alle dafür erforder­ lichen baulichen Maßnahmen bereits in dem erfindungsgemäßen Bau­ system des Hauptpatentes integriert sind. Außerdem können dafür handelsübliche Baumaterialien verwendet werden. Darüber hinaus wird auf diese Weise eine zusätzliche Wärmequelle zur Wärmerückge­ winnung genutzt, die zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Wärme­ pumpe noch ganz wesentlich beiträgt.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die Durchbrechungen 22 bzw. Luftöffnungen 23 durch elektronisch gesteuerte Luftklappen nach einem vorgegebenen Programm geöffnet oder geschlossen werden können, so daß die Wärmerückgewinnung aus den Deckenhohlräumen nach Wärmebedarf selbsttätig regulierbar ist. Eine Anwendung sol­ cher Art gesteuerter Luftklappen 19 kann aber auch im Luftspalt 4 in der Form Anwendung finden, daß die durch die Außenwand­ stützen vertikal abgeschotteten Teilabschnitte des Umluftspaltes, analog horizontal geöffnet oder geschlossen werden können, um hierdurch bei ungünstiger Jahreszeit, himmelrichtungsbedingte, unterschiedliche Außentemperaturen, gezielt energiewirksamer aus­ nutzen zu können, wobei eine Luftklappe 19 zur Regulierung des Luftstroms im Luftspalt 4 diesen, in einem Winkel von 0°-90° zur Achse X-X des Luftspaltes 4 zu liegen kommend, regulierend absperren kann.

Es ist noch zu erwähnen, daß anstelle der begehbaren Oberdecken­ platten, eine marktübliche Trapezblechdecke vorgesehen werden kann. Die nicht begehbaren Unterdeckenplatten werden durch eine nicht begehbare, unter den Deckenträgern abgehängte Unterdecke, aus bekannten Bauelementen, ersetzt. Bei Anwendung einer Trapez­ blechdecke entfallen die in den Deckenträgern ursprünglich be­ nötigten Durchbrechungen bzw. Luftöffnungen, weil der zwischen den Trapezblechen und dem oberen Flansch der darunterliegenden Trägern sich ergebende freie Luftquerschnitt ausreicht, um eine Warmluftdurchführung zu ermöglichen.

Die Ausnahme hierzu bildet nur die unterste Geschoßdecke. Hier müssen die beidseitig zum Ansaugstutzen am nächsten gelegenen Deckenträger zusätzliche Luftöffnungen erhalten, um die Lufthin­ führung zum Ansaugstutzen 24 zu begünstigen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei einem Bausystem in Skelett­ bauweise, insbesondere für den Wohnungsbau, nach Hauptpatentanmg. P 37 21 249.4, mit raumumschließenden, an Außenwand-Stützprofi­ len befestigten, vorgefertigten Außenwandplatten in mehrschaliger Anordnung, die mit geeigneten Mitteln mit den Außenwand-Stütz­ profilen verbunden sind und einer Dachkonstruktion aus freitragen­ den Dachbindern, die an den obersten Enden der Dachträger abge­ stützt ist, wobei die Außenwandöffnungen für Fenster und Türen durch jeweils C-förmige Profilstäbe seitlich begrenzt sind und die Außenwand-Stützprofile rohrförmige Hohlprofile sind, die mit parallel zu den Außenwandplatten verlaufend versehenen Flanschen eingesetzt sind und das Wandstützhohlprofil im Bereich der Eck­ ausbildung durch ein rechtwinkelig zur Mittelwand hin versetzt angeschweißtes Bauprofil ergänzt ist, an dem geeignete Befesti­ gungsmittel zur Halterung von Außenwandplatten angreifen können, wobei Deckenträger in den Stützfreiraum eingeschoben und mit Stützenkopfwinkeln an den Außenwand-Stützprofilen angeschraubt werden und an C-förmigen Leichtbauprofilen der Außenwand-Stütz­ profile waagerechte U-förmige Unterzüge über Winkel befestigt sind, an denen in Bereichen zwischen den Außenwand-Stützprofilen weitere Deckenträger über Verbindungswinkel angeschraubt sind und die Geschoßdecken aus auf den Deckenträgern aufgelegten begehbaren Oberdeckenplatten und auf den unteren Flanschen der Deckenträger befestigten, nicht begehbaren Unterdeckenplatten bestehen, wobei die Decken mit ihren oben aufgelegten Oberdecken­ platten zusammen mit den unterhalb auf der Decke angebrachten Unterdeckenplatten einen weitgehendst luftdichten Hohlraum bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmerückgewinnung einer in einem Luftspalt (4) eines Gebäudes (1) über eine Wärmepumpe (11) in sich geschlossen geführten Warmluft (5), zusammengesetzt aus einer dem Luftspalt (4) üblich mittelbar zugeführten Warmluft (7) der Umwelt von außen und der mittelbaren Transmissionswärme (6) des Gebäudeinneren, noch zusätzlich unmittelbar Gebäudewärme (8) aus Gebäudehohlräumen zugeführt wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Wärmerückgewinnung bei einem Bausystem in Skelettbauweise nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gebäudehohlräume aus mit Abstand nebeneinan­ der angeordneten Doppel-T-förmigen Deckenträgern (15), mit auf der Oberfläche aufgelegten Oberdeckenplatten (17) und auf der Unter­ fläche befestigten Unterdeckenplatten (16) sind, die stirnseitig mit U-förmigen Unterzügen (18), mit denen die Deckenträger ver­ bunden und zu geschlossenen Hohlraumdeckenteilen (9) allseitig geschlossen sind, und daß mehrere nebeneinanderliegende, derartig aufgebaute Hohlraumdeckenteile (9) jeweils eine Hohlraumdecke (14) für ein Geschoß bilden, wobei in den vertikal verlaufenden Doppel- T-Teilen der Deckenträger (15) und in den diese stirnseitig ab­ schließenden Unterzügen (18) luftführende Durchbrechungen (22) vorgesehen sind, die einerseits den inneren Hohlraum eines Hohl­ raumdeckenteils (9) mit dem Hohlraum des jeweils benachbart an­ liegenden Hohlraumdeckenteils (9) und andererseits diese Hohlräu­ me der Deckenteile (9) über Luftöffnungen (23) in den U-förmigen Unterzügen mit dem Luftspalt (4) mit der zur Wärmepumpe führenden Umluft luftführend miteinander verbunden sind.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Durchbrechungen (22) und/oder den Öffnungen (23) der Randunter­ züge (18) in den Luftspalt (4) und/oder von einem Deckenhohlraum eines Deckenteils (9) in den anderen, öffen- und schließbare Luft­ schieber oder Luftklappen (20) zugeordnet sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß Luftklappen (20) zur Regulierung des Luftstromes im Luftspalt (4), diesen in einem Winkel von 0° bis 90° zur Achse des Luftspaltes zu liegen kommend, regulierend absperren können.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 3 u. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappen bzw. Luftschieber elektronisch steuerbar sind.