DE3843067C2 - Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei einem Bausystem in Skelettbauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei einem Bausystem ins Skelettbauweise.

Aus der DE 33 36 495 A1 ist ein Verfahren zur Energieein­ sparung bei der Regelung der Lufttemperatur in Gebäuden be­ kannt, bei dem eine Rückgewinnung der Transmissionswärme angestrebt ist. Dabei werden zumindest Teile der Außenwände über entsprechende Luftführungskanäle von Luft umströmt, wobei die Luft von einem Ventilator bewegt und saugseitig von Abluft aus den Gebäuderäumen und Gebäudekanälen ergänzt in einem Kreislauf zum Ventilator zurückgeführt und minde­ stens in Teilen einer Wärmepumpe zugeführt wird. Die abge­ kühlte Luft kann wahlweise insgesamt oder in Teilbeträgen wieder in den Kreislauf zurückgeführt und/oder nach außen abgegeben werden. Zusätzlich dazu kann die im Luftkreislauf umgepumpte Luft durch massereiche Teile des Gebäudes ge­ führt werden. Diese massereichen Teile dienen als Wärme­ speicher.

Auch das aus der DE-Z. Betonwerk + Fertigteil-Technik, Heft 12/82, S. 788 bekannte System dient lediglich der Rückge­ winnung der Transmissionswärme. Das Prinzip dieses Systems beruht auf der Wärmerückgewinnung durch den hausintegrier­ ten Energiekreislauf, ermöglicht durch die zweischalige Auslegung des Gebäudes, einschließlich Fußböden und Decken. Dem Luftkreislauf wird von einer Wärmepumpe die Wärme ent­ zogen. Wegen des Luftschicht-Kanals wird die Wärmeabgabe an die Außenluft reduziert.

Eine Wärmerückgewinnungsanlage für Gebäude mit einem durch zwei als Mauerwerk ausgebildete Schalen einer Außenwand bzw. eines Dachaufbaues gebildeten Zwischenraum, der mit der Ansaugleitung des Verdampfers einer Wärmepumpe verbun­ den ist, dessen Ausgangsleistung in den Zwischenraum zu­ rückgeführt wird, wobei die Luft in einem abgeschlossenen Kreislauf durch Wärmepumpe und Zwischenraum zirkuliert und sowohl die Innenschale als auch die Außenschale eine zum Zwischenraum gerichtete Wärmedämmschicht aufweist, ist aus der DE 30 08 630 C3 bekannt. Durch die beidseitige Isolie­ rung des für die Luftführung dienenden Zwischenraumes strebt diese Lösung nicht einen Energieentzug aus der Außenwand des zweischaligen Mauerwerks an, sondern arbeitet ausschließlich mit der Abkühlung der in den Zwischenraum geführten, Verlustwärme aufnehmenden Luft. Die durch die Innenschale aus dem beheizten Wohnraum hindurchtretende Verlustwärme heizt die Luft in dem Zwischenraum auf, eine Aufheizung der Außenschale erfolgt nicht, weil diese durch die Isolierschicht von dem Zwischenraum getrennt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Wärmerück­ gewinnung bei einem Bausystem in Skelettbauweise zu schaf­ fen, bei dem sowohl die vom Gebäudeinneren nach außen ent­ weichende Transmissionswärme als auch die das Gebäude umge­ bende Außenwärme zur Wärmerückgewinnung durch eine Wärme­ pumpe zu nutzen, ohne daß zusätzliche bauliche Maßnahmen, wie z. B. Aufbringen von Dämmschichten auf die Innenwand­ seiten der Außenwände des Gebäudes, erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Wärmerückgewin­ nung bei einem Bausystem in Skelettbauweise durch folgende Merkmale gelöst:

• - Die raumumschließenden vorgefertigten Außenwandplatten und die vorgefertigten Innenwandplatten weisen eine mehr­ schalige Anordnung auf, sind fugendicht und mit geeigne­ ten Mitteln mit Außenwand-Stützprofilen verbunden,
• - die Außenwandplatten weisen eine geringere Wärmedämmung auf als die Innenwandplatten,
• - der Luftspalt zwischen Außenwandplatten und Innenwand­ platten wird unter der Dacheindeckung weitergeführt und
• - ist im Dachbereich zur Rauminnenseite hin mit einer ge­ eigneten Wärmedämmschicht abgeschlossen.
• - die Geschoßdecken bestehen aus auf Deckenträgern aufge­ legten, begehbaren Oberdeckenplatten und aus auf unteren Flanschen der Deckenträger befestigten Unterdeckenplatten und bilden einen Hohlraum, der mit dem Luftspalt verbun­ den ist,
• - Luftspalt und Hohlraum sind weitgehend luftdicht gegen die Umgebung ausgebildet,
• - Luftspalt und Hohlraum bilden einen geschlossenen Kreis­ lauf für die als Wärmeträger dienende in Spalt und Hohl­ raum umlaufende Luft,
• - die Rückgewinnung aus dem Gebäudeinnenraum in Luftspalt und Hohlraum eintretender Transmissionswärme und von außen in den Luftspalt eintretender Umgebungswärme er­ folgt mittels einer Wärmepumpe und
• - die Rückführung der durch die Wärmepumpe abgekühlten Luft erfolgt über einen zentralen, zum Dachfirst führenden Luftschacht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Wärmerück­ gewinnung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnit­ tes eines teilweise offenen Deckenhohlraumes,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Traufpunkt einer Dachkon­ struktion,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach Linie IX-IX in Fig. 3,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt nach Linie X-X in Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein zweistöckiges Haus 1 mit Dachteil 2 und Unterkellerung 3 im Schnitt dargestellt, das im wesentli­ chen mit einem Luftspalt 4 umgeben ist, in dem ein Luft­ strom 5 zirkuliert. Dieser Luftstrom 5 wird einerseits durch die Transmissionswärme 6, also jene Wärme, die durch die Wände aus dem Hausinneren in den Luftspalt 4 eintritt, und andererseits durch Umgebungswärme 7, die durch die Außenwände in den Luftspalt 4 eintritt, erwärmt. Zusätzlich dazu tritt Warmluft 8 aus der Hohlraumdecke 14 in den Luft­ spalt 4 ein. Mittels eines Ventilators 10 wird die im Luft­ spalt 4 erwärmte Luft einer Wärmepumpe 11 zum Wärmeentzug zugeführt, von wo aus sie als abgekühlte Warmluft 12 über einen zentralen Schacht 13 neuerlich dem Luftkreislauf zur Wiedererwärmung zugeführt wird.

In Fig. 2 ist der vergrößerte Ausschnitt eines Stockwerkes eines Hauses 1 unter besonderer Berücksichtigung der Hohl­ raumdecke 14 dargestellt. Die Hohlraumdecke 14 besteht aus doppel-T-förmigen Deckenträgern 15, deren Flanschbreite dem Spreizmaß zwischen C-förmigen Leichtbauprofilen 1b und 1c der Außenwandstützprofile 1a entspricht. Dadurch kann der Deckenträger 15 in den Stützraum eingeschoben und mit den Außenwandstützprofilen 1a mittels Stützenkopfwinkeln ver­ schraubt werden.

Um weitere Deckenträger 15 einziehen zu können, werden an den C-förmigen Leichtbauprofilen 1b und 1c der Außenwand­ stützprofile 1a über Winkel waagerecht U-förmige Unterzüge 18 durch Schraubverbindungen angeschlossen, an denen die weiteren Deckenträger 15 über Verbindungswinkel ange­ schraubt werden. Die Geschoßdecke als ganzes besteht dem­ nach aus auf den Deckenträgern 15 aufgelegten Oberdecken­ platten 17 und aus nicht begehbaren Unterdeckenplatten 16, wobei der zwischen den beiden Deckenplatten 17 und 16 ent­ standene Hohlraumdeckenteil 9 stirnseitig durch die beider­ seits vorgesetzten Unterzüge 18, von denen hier nur ein Un­ terzug 18 sichtbar ist, zu einer in sich geschlossenen Hohlraumdecke 14 ausgebildet ist. Zur Luftkommunikation der einzelnen, nebeneinanderliegenden, durch die jeweiligen Deckenträger 15 voneinander getrennten Hohlraumdeckenteile 9 ist im senkrechten T-Teil 21 jedes inneren doppel-T-för­ migen Deckenträgers 15 eine Durchbrechung 22 und zur Luft­ verbindung jedes Deckenhohlraumteiles 9 mit dem Luftspalt 4 für jede Hohlraumdecke 14 in den Unterzügen 18 Luftöffnun­ gen 23 vorgesehen. Diese können beiderseits mit Absperr­ klappen 19 oder Schiebern 20 (vgl. Fig. 1) versehen wer­ den, so daß die unmittelbare Wärmezuführung in den Luft­ spalt 4 bereichsweise ganz oder teilweise abgesperrt werden kann. Lediglich für den Deckenhohlraumkörper über der Un­ terkellerung 3, aus dem die Warmluft über einen Ansaugstut­ zen 24 der Wärmepumpe 11 mittels des Ventilators 10 zuge­ führt wird, ist eine Luftabsperrung durch Schieber oder Klappen nicht vorgesehen. Die durch die Wärmepumpe zurück­ gewonnene Wärmeenergie wird zur Warmwasseraufbereitung für Bad, Küche und dgl., insbesondere aber zur Warmwasserzufüh­ rung für im Boden verlegte Rohre 25 einer Fußbodenheizung verwendet.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die Durchbre­ chungen 22 bzw. die Luftöffnungen 23 durch elektronisch ge­ steuerte Luftklappen nach einem vorgegebenen Programm ge­ öffnet oder geschlossen werden können, so daß die Wärme­ rückgewinnung aus den Deckenhohlräumen nach Wärmebedarf selbsttätig regulierbar ist. Eine Anwendung derartig ge­ steuerter Luftklappen 19 kann aber auch im Luftspalt 4 in der Form erfolgen, daß die durch die Außenwandstützen ver­ tikal abgeschotteten Teilabschnitte des Umluftspaltes ge­ öffnet oder geschlossen werden können, um hierdurch bei un­ günstiger Jahreszeit himmelsrichtungsbedingte unterschied­ liche Außentemperaturen gezielt energiewirksamer ausnutzen zu können, wobei eine Luftklappe 19 zur Regulierung des Luftstromes im Luftspalt 4 diesen, in einem Winkel von 0° bis 90° zur Achse X-X des Luftspaltes 4 zu liegen kommend, regulierend absperren kann.

Zum Stahlskelett gehören, wie erwähnt, noch die freitragen­ den Dachbinder 30, die nach Fig. 4 aus einem Paar C-förmi­ ger Leichtbauprofilen bestehen, zwischen deren Stegen im Bereich des Traufpunktes nach Fig. 3 ein Bindeblech 31 eingespannt ist, das bis zwischen senkrecht an den Enden der obersten Deckenträger 15 (Fig. 3 und 5) befestigte U-Profile 26 reicht. An den Enden der unmittelbar an Außen­ wandstützprofilen 1a abgestützten Deckenträger 15 sind somit die freitragenden Dachbinder 30 leicht montierbar ange­ schlossen. Es werden hier wie auch sonst bei der Errichtung des Stahlskeletts Schraubverbindungen bevorzugt, aber auch Schweißverbindungen sind möglich. Wie Fig. 4 am besten zeigt, sind die Dachbinder 30 mit einer Holzleiste 27 un­ terlegt als Konterlattung für die Holzlattung 28, die zur Befestigung einer Unterkonstruktion in Form einer Gipskar­ tonplatte 29 dient. Zwischen den Dachbindern 30 ist eine Wärmedämmschicht 32 eingezogen, die im Abstand von den Dachdeckenplatten 23 verläuft. Der so gebildete Deckenhohl­ raum kommuniziert mit den Zwischenräumen zwischen den Außenwandplatten 33 und den in Fig. 3 nicht dargestellten Zwischenwandplatten sowie den Innenwandplatten 34, wozu die Außenwandplatten 33 bis an die Dachdeckenplatten 35 reichen und die Zwischenwandplatten bzw. die Innenwandplatten 34 sich bis oberhalb der Wärmedämmschicht 32 erstrecken. Die schon erwähnte Belüftung der Wandkonstruktion erstreckt sich somit bis in den Dachbereich.

Es ist noch zu erwähnen, daß anstelle der begehbaren Ober­ deckenplatten 17 eine marktübliche Trapezblechdecke vorge­ sehen werden kann. Die nicht begehbaren Unterdeckenplatten 16 werden durch eine nicht begehbare, unter den Deckenträ­ gern 15 abgehängte Unterdecke aus bekannten Bauelementen ersetzt. Bei Anwendung einer Trapezblechdecke entfallen die in den Deckenträgern 15 ursprünglich benötigten Durchbre­ chungen 22, weil der zwischen den Trapezblechen und dem oberen Flansch der darunterliegenden Träger sich ergebende freie Luftquerschnitt ausreicht, um eine Warmluftdurchfüh­ rung zu ermöglichen.

Die Ausnahme hierzu bildet nur die unterste Geschoßdecke. Hier müssen die beidseitig zum Ansaugstutzen 24 am nächsten gelegenen Deckenträger 15 zusätzliche Luftöffnungen erhal­ ten, um die Lufthinführung zum Ansaugstutzen 24 zu begün­ stigen.

Claims (1)

1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei einem Bausystem in Skelettbauweise mit folgenden Merkmalen:

   • - die raumumschließenden vorgefertigten Außenwandplatten und die vorgefertigten Innenwandplatten weisen eine mehrschalige Anordnung auf, sind fugendicht und mit geeigneten Mitteln mit Außenwand-Stützprofilen verbun­ den,
   • - die Außenwandplatten weisen eine geringere Wärmedäm­ mung auf als die Innenwandplatten,
   • - der Luftspalt zwischen Außenwandplatten und Innenwand­ platten wird unter der Dacheindeckung weitergeführt und
   • - ist im Dachbereich zur Rauminnenseite hin mit einer geeigneten Wärmedämmschicht abgeschlossen,
   • - die Geschoßdecken bestehen aus auf Deckenträgern auf­ gelegten, begehbaren Oberdeckenplatten und aus auf un­ teren Flanschen der Deckenträger befestigten Unterdecken­ platten und bilden einen Hohlraum, der mit dem Luftspalt verbunden ist,
   • - Luftspalt und Hohlraum sind weitgehend luftdicht gegen die Umgebung ausgebildet,
   • - Luftspalt und Hohlraum bilden einen geschlossenen Kreislauf für die als Wärmeträger dienende, in Spalt und Hohlraum umlaufende Luft,
   • - die Rückgewinnung aus dem Gebäudeinnenraum in Luft­ spalt und Hohlraum eintretender Transmissionswärme und von außen in den Luftspalt eintretender Umgebungswärme erfolgt mittels einer Wärmepumpe und
   • - die Rückführung der durch die Wärmepumpe abgekühlten Luft erfolgt über einen zentralen zum Dachfirst füh­ renden Luftschacht.