DE4031614A1 - Gebaeude - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebäude, insbesondere ein Wohn- oder Betriebsgebäude, in dessen Wänden, Böden und/oder Decken, worunter auch dessen Dachkonstruktion verstanden werden soll, zur Luft- oder Gasdurchströmung ausgebildete Hohlräume enthalten sind. Gebäude mit Luftströmungskanälen sind bekannt. Teilweise werden diese Kanäle zur Führung von Warmluft für die Warmluftbeheizung des Gebäudes oder zur Klimatisierung oder Belüftung des Gebäudes verwendet. Diese Luftkanäle werden in der Regel aus Rohren oder Schächten gebildet, welche die Warmluft, Kaltluft oder Belüftungsluft in den Rohren oder Schächten nur in einer durch ihre Anordnung genau vorgegebenen Richtung transportieren.

Es ist aber auch bereits durch die DE-OS 32 44 406 ein Fertigteilhaus mit einem Stahlskelett bekanntgeworden, bei welchem mit zwischen zwei in das Stahlskelett eingesetzten Schalen ein das Haus allseitig umgebender Luftmantel gebildet ist. Dieser Luftmantel soll einen Isoliereffekt bewirken und bzw. oder zur Erwärmung der Gebäudeinnenräume dienen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Wände, Böden und/oder Decken eines Gebäudes mit durchgehenden und aneinander anschließenden Hohlräumen oder Hohlkammern zu versehen, die derart gestaltet und miteinander verbunden sind, daß mit ihnen eine maximale Energieeinsparung für die Beheizung oder Kühlung des Gebäudes mit der Möglichkeit der Wärmerückgewinnung erreicht werden kann, wobei für die Herstellung dieser Hohlkammern keine gesonderten Bauelemente wie Rohre, Kanal- oder Schachtbauteile notwendig sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Hohlräume enthaltenden Wände, Böden oder Decken von mindestens einen Hohlraum enthaltenden Bausteinen gebildet sind, deren Hohlraum oder Hohlräume an allen vier Stirnseiten der Bauteile, mit welchen diese zur Bildung der Wand, des Bodens oder der Decke aneinandergesetzt sind, mindestens teilweise offen und mit dem oder den Hohlräumen der benachbarten Bauteile zur Bildung von durchgehenden Luft- bzw. Gasführungskammern verbunden ist bzw. sind. Die Bausteine können dabei allein die gesamte Tragstruktur der Wände, Böden oder Decken des Gebäudes bilden. Sie können aber auch an die aus anderen Baustoffen oder Baukörpern gebildeten Wände, Böden oder Decken angesetzt sein. Vorzugsweise enthalten die tragenden Bausteine zwei oder mehr Hohlräume, die sich in den Bausteinen nebeneinander erstrecken und jeweils mit den entsprechenden Hohlräumen der in der Wand, dem Boden oder der Decke benachbarten Bauteile zur Bildung von jeweils zwei oder mehr in der Wand, dem Boden oder der Decke befindlichen Hohlkammern verbunden sind. Dabei können die tragenden Bausteine bevorzugt aus wohnfreundlichem Material wie Ton hergestellt sein, wobei zur Ausbildung der in ihnen angeordneten Hohlräume keine Teile aus anderem Material wie metallene Klammern, Abstandhalter, Führungsschienen und/oder Stahlkonstruktionen notwendig sind. Zur Herstellung von stehenden Gebäudewänden können die tragend ausgebildeten Bausteine wie Mauersteine unter Zwischenfügung von Mörtelschichten aneinandergesetzt sein. Natürlich ist es auch möglich, die Bausteine aus einem Gemisch aus Sand, Kies, Zement und/oder Kalk od. dgl. auszubilden.

Die miteinander verbundenen Hohlräume der aneinandergesetzten Bausteine können sich über die gesamte Breite und Höhe der Gebäudewand, des Bodens oder der Decke erstreckende Hohlkammern bilden, die mit den Hohlkammern in den benachbarten Wänden, Böden und/oder Decken verbunden sein können und eine seitliche Luft- oder Gasströmung von einer Wand, einem Boden oder einer Decke in eine benachbarte Wand oder Decke oder einen benachbarten Boden ermöglichen. Hierdurch kann in den Außenwänden des Gebäudes eine ringförmige Hohlkammer erhalten werden, die es beispielsweise ermöglicht, daß z. B. auf der Südseite des Hauses durch Sonnenbestrahlung in dieser Hohlkammer erwärmte Luft durch Konvektionsströmung oder Pumpen in benachbarte, nicht von der Sonne beschienene Gebäudeaußenwände oder in an die sonnenbeschienene Gebäudewand anschließende Decken oder Böden überströmen und dadurch eine Erwärmung auch dieser Gebäudeteile erhalten werden kann.

Bei vorhandensein von mehreren, in den Gebäudeaußenwänden sich nebeneinander erstreckenden Hohlkammern kann die dem Gebäudeinneren zugewandte innere Hohlkammer im oberen Bereich des Gebäudes mit der der Gebäudeaußenseite benachbarten Hohlkammer verbunden sein, wobei in der Verbindung zwischen der inneren und der äußeren Hohlkammer ein Wärmetauscher oder eine Wärmepumpe vorgesehen sein kann, welcher bzw. welche die Wärme der bzw. den in einer der miteinander verbundenen beiden Hohlkammern strömenden Warmluft oder Warmgasen zur anderweitigen Wiederverwendung entnimmt. Es ist auch möglich, die innere und die äußere Hohlkammer der Gebäudeaußenwände auch im unteren Bereich des Gebäudes, beispielsweise über die Gebäudeheizung miteinander zu verbinden, wodurch ein geschlossener Luftkreislauf in den Hohlkammern erhalten werden kann. Durch die vorstehend geschilderte Ausbildung kann eine maximale Energieeinsparung für die Klimatisierung, wie Beheizung, Kühlung oder Trocknung des Gebäudes erreicht werden.

In der Zeichnung ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gebäudes dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird:

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch das Gebäude dieser Ausführungsform,

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der in Fig. 1 linken Gebäudeaußenwand in Schrägansicht in größerer Darstellung.

Das in Fig. 1 dargestellte Gebäude steht auf einem Betonfundament 1 mit Isolierschicht 2. Die Außen- und Innenwände 3, 4, Böden 5 und Decken 6 sowie die Dachkonstruktion 7 sind von Hohlräume enthaltenden tragenden Bausteinen 8, 9, 10 gebildet, die aus gebranntem Ton od.dgl. bestehen können und ein, zwei oder drei nebeneinander sich erstreckende Hohlräume haben, die an allen vier Stirnseiten der Bauteile, mit welchen diese zur Bildung der Wand, des Bodens, der Decke und des Daches aneinandergesetzt sind, offen und mit den Hohlräumen der benachbarten Bauteile verbunden sind. Hierdurch ergeben sich in den vorgenannten Gebäudeteilen durchgehende Hohlkammern 11, 12, 13, 14, die mit Luft oder Gasen gefüllt oder von Luft oder Gasen durchströmt werden können.

In der linken Hälfte des in Fig. 1 gezeigten Gebäudes ist der auf dem Fundament 1 unmittelbar aufliegende Kellerboden 5 mit Bausteinen 9 ausgeführt, die im Kellerboden zwei übereinander sich erstreckende Hohlräume 11, 12 bilden. Ferner ist die Gebäudeaußenwand 3 und das Dach 7 aus Bausteinen 8 gefertigt, die jeweils drei nebeneinander sich erstreckende Hohlkammern 11, 12, 13 in diesen Gebäudeteilen ausbilden. Auch die Gebäudeinnenwand 4 ist in dieser Weise gestaltet, während die obere Gebäudeaußenwand 3 und die Gebäudedecke 6 der rechten Gebäudehälfte aus Bausteinen 9 bestehen, welche in ihrer aneinandergesetzten Lage zwei nebeneinander befindliche Hohlkammern 11, 12 bilden. Der auf dem Fundament 1 befindliche Kellerboden 5 und die darüber befindliche Kellerdecke 6 bestehen wie die Kellerdecke 6 der linken Gebäudehälfte aus Bausteinen 10, die nur einen Hohlraum 11, 12 in diesen Gebäudeteilen ausbilden.

Die äußeren Hohlkammern 11 in den Außenwänden 3 und den Böden 5 sind miteinander verbunden, ebenso die inneren Hohlkammern 12 dieser Gebäudeteile. Mit diesen inneren Hohlkammern 12 sind auch die alleinigen Hohlkammern 13 in den Decken 6 verbunden. Im Kellerbereich des Hauses sind die äußeren Hohlkammern 11 mit den inneren Hohlkammern 12 über die Gebäudeheizung 15 verbunden, während im Bereich des Dachfirstes die äußeren und inneren Hohlkammern 11, 12 über eine Wärmepumpe 16 miteinander verbunden sind. Hierdurch ergibt sich ein geschlossenes Kammersystem, in welchem in der Heizung 15 erwärmte Luft durch die inneren Hohlkammern 12 in den Böden, Decken, Wänden im Dach des Gebäudes hindurch nach oben geführt werden kann, wobei sie die in diese Gebäudeteile eingedrungene Feuchtigkeit mitnimmt. In der Wärmepumpe 16 wird der in den Hohlkammern 12 hochgeführten Warmluft, die dabei einen Teil ihrer Wärmeenergie in das Gebäudeinnere abgegeben haben kann, ihre restliche Wärmeenergie entnommen, worauf sie als Kaltluft in den äußeren Hohlkammern 11 des Daches 7 und der Gebäudeaußenwände 3 nach unten und über die Hohlkammern 11 des Kellerbodens 5 wieder zur Gebäudeheizung 15 rückgeführt wird. Durch Unterschreiten des Taupunktes bei der Entnahme der restlichen Wärmeenergie aus der Warmluft wird diese Luft getrocknet, so daß diese dann bei ihrer Rückführung in den äußeren Hohlkammern 11 zur Gebäudeheizung 15 zurück wieder Feuchtigkeit aus den Gebäudeteilen aufnehmen kann.

Das bei der Abkühlung der Warmluft in der Wärmepumpe 16 anfallende Kondenswasser wird in der Leitung 18 abgeführt, während die in der Wärmepumpe 16 und im Wärmetauscher 17 aus der Warmluft und den warmen Rauchgasen entnommene Wärmeenergie über die Leitung 19 zur Gebäudeheizung 15 zurückgeführt werden kann. Die in der linken Gebäudeaußenwand 3 und im linken Gebäudedach 7 vorgesehene innere Hohlkammer 13 ist dagegen in sich geschlossen und schließt eine feststehende Luftmasse ein, die zu Isolierzwecken dient. Eine solche innere Hohlkammer kann natürlich auch in den anderen Gebäudeteilen vorgesehen sein.

Auch die innere Gebäudewand 4 besitzt eine innere Hohlkammer 14, die jedoch nicht in sich geschlossen sondern an den Rauchgasauslaß der Gebäudeheizung 15 angeschlossen ist. Diese zur Rauchgasabführung dienende Hohlkammer 13 mündet im Dachfirst in einen Wärmetauscher 17 ein, in welchem aus dem Rauchgas dessen Restwärme entnommen und einer anderweitigen Wiederverwendung im Gebäude zugeführt wird. Dabei wird aus dem Rauchgas die Feuchtigkeit ausgefroren. Ferner können die in ihm enthaltenen Schadstoffe, wie Schwefeldioxid, Kohlensäure, Stickoxide mit solchen Metalloxiden, wie z. B. Eisenoxid, in Verbindung gebracht werden, daß wasserlösliche Salze, z. B. Sulfate, Nitrate und Carbonate, gebildet werden, die in den Abwasserkanal des Gebäudes geleitet werden dürfen oder in einem separaten Tank gesammelt werden können. Die Luftverunreinigung durch die Verbrennungsgase der Gebäudeheizung kann auf diese Weise drastisch reduziert werden.

Die Luft- oder Gasströmung in den Hohlkammern 11, 12 kann nicht nur in vertikaler Richtung ansteigend oder abfallend erfolgen. Vielmehr kann der Luftströmung in diesen Kammern auch eine horizontale Strömungskomponente verliehen werden, entweder auf konventionellem Wege oder durch Umwälzpumpen. Durch die Verbindung dieser Hohlkammern 11 und 12 in den verschiedenen Gebäudeteilen miteinander kann eine kreisförmige Durchströmung dieser Gebäudeteile in etwa horizontaler oder schräg ansteigender Richtung um das ganze Gebäude herum erfolgen. Diese Strömung mit horizontaler Strömungskomponente kann für den Energiehaushalt des Gebäudes von außerordentlicher Bedeutung sein, insbesondere im Hinblick auf dessen einseitige Sonnenbestrahlung.

Die Durchströmung des vorbeschriebenen Hohlkammersystems des Gebäudes kann je nach Bedarf, z. B. in der heißen Jahreszeit, umgeschaltet werden, so daß die Umluft zur Kühlung verwendet werden kann.

Zusätzliche Isolierungen sind in den Gebäudeteilen nicht mehr erforderlich, können aber zwischen den Hohlkammern und/oder auf den Außenseiten der Gebäudeteile angebracht werden. Es ist auch möglich, die äußeren Hohlkammern zur Innenseite des Gebäudes durch eine Keramikschicht wasserdampfdicht zu beschichten.

Die die Gebäudewände, Böden und Decken bildenden Bauteile 8, 9, 10 bestehen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wie Fig. 2 näher zeigt, aus mehreren Platten 20, die durch achsstummelförmige Abstandhalter 21 zu einem starren Baustein miteinander verbunden sind. Die Abstandhalter 21 halten die Platten 20 in gegenseitigem Abstand, wodurch sich zwischen diesen Platten nebeneinander erstreckende Hohlräume 22 ergeben, die an den Stirnrändern, mit welchen die Bausteine aneinandergesetzt sind, offen sind und mit den Hohlräumen der benachbarten Bausteine zur Bildung von durchgehenden Hohlkammern verbunden sind. Die Bausteine bestehen sowohl in ihren Platten 20 als auch in ihren Abstandhaltern 21 aus einheitlichem wohnfreundlichen Material wie Ton od. dgl.

Die in Fig. 2 gezeigten Bausteine haben jeweils vier Platten 20, die zwischen sich drei Hohlräume 21 bilden. Sie entsprechen daher den Bausteinen in der Gebäudewand 3 und dem Dach 7 der in Fig. 1 linken Hälfte des darin gezeigten Gebäudes sowie dessen Innenwand 4. Die Bausteine in den anderen Teilen dieses Gebäudes besitzen abweichend von denjenigen gemäß Fig. 2 nur drei oder zwei durch Abstandhalter 21 miteinander verbundene Bauplatten 20 mit dazwischen befindlichen Hohlräumen 22. Eine oder mehrere dieser Platten können an ihrer Innen- oder Außenseite mit einer wasserdampfdichten Beschichtung, beispielsweise einer Keramikschicht, versehen sein.

Mit den Bausteinen der in Fig. 2 genannten Art mit unterschiedlicher Anzahl von Platten 20 können wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sämtliche Gebäudeteile erstellt werden. Es ist aber auch möglich, an die Wände, Decken oder Böden eines bereits vorhandenen Gebäudes diese Bausteine anzumauern, um diesen Bauteilen nachträglich die vorerwähnten Hohlkammern zur Klimatisierung und Entfeuchtung des Gebäudes zu verleihen.

Die durch das Umluftsystem erfolgende stetige Trocknung der Gebäudeteile gewährleistet, daß durch Nässe auftretende Bauschäden vermieden werden. Wasserdampf kann nicht mehr in der Wand kondensieren. Pilzbewuchs in den Innenräumen des Gebäudes ist nicht mehr möglich. Die Lüftungszeiten der Gebäuderäume und der dadurch bedingte Wärmeverlust kann reduziert werden. Das Quellen und Schrumpfen von Bauteilen und die damit verbundenen Bauschäden können ebenfalls reduziert oder ausgeschaltet werden.

Claims (17)

1. Gebäude (Wohn- oder Betriebsgebäude, in dessen Wänden Böden und/oder Decken zur Luft- oder Gasdurchströmung ausgebildete Hohlräume enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hohlräume enthaltenden Wände (3, 4), Böden (5) und/oder Decken (6, 7) von mindestens einen Hohlraum (22) enthaltenden Bausteinen (8, 9, 10) gebildet sind, deren Hohlraum oder Hohlräume (22) an allen vier Stirnseiten der Bausteine, mit welchen diese zur Bildung der Wand, des Bodens oder der Decke aneinandergesetzt sind, mindestens teilweise offen und mit dem oder den Hohlräumen der benachbarten Bausteine zur Bildung von durchgehenden Luft- bzw. Gasführungskammern (11, 12, 13, 14) verbunden ist bzw. sind.

2. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Bausteine (8, 9, 10) jeweils aus mindestens zwei im gegenseitigen Abstand in den Wänden nebeneinander und/oder in den Böden und Decken übereinander befindlichen und zwischen sich einen Hohlraum (22) begrenzenden, im wesentlichen starren Platten (20) bestehen, die durch Abstandhalter (21) miteinander verbunden sind, welche sich nur über einen Teil der Breite und der Länge des Bausteins erstrecken und zwischen sich einen Luft- oder Gasdurchtritt ermöglichen, wobei der Hohlraum (22) zwischen den Platten (20) an den Stirnseiten der Bausteine zur Ermöglichung eines Luft- oder Gasein- und -austritts zumindest teilweise offen und mit dem Hohlraum der benachbarten Bausteine verbunden ist.

3. Gebäude nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bausteine (8, 9, 10) aus drei oder mehreren im Abstand neben- oder übereinander angeordneten Platten (20) bestehen, die jeweils durch Abstandhalter (21) in gegenseitigem Abstand gehalten werden und zwischen sich jeweils an den Stirnseiten der Bausteine offene, im Gebäude neben- oder übereinander sich erstreckende Hohlräume (22) bilden, die mit den entsprechenden Hohlräumen der benachbarten Bausteine verbunden sind.

4. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Querschnittsfläche aller Abstandhalter (21) zwischen zwei Platten (20) eines Bausteines in einer Querschnittsrichtung 20 bis 80% (besser 20 bis 60%?) des gesamten Hohlraumquerschnittes in dieser Richtung beträgt.

5. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum oder in den Hohlräumen (22) Luft- bzw. Gas-Führungsflächen vorgesehen sind, die so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie der Luft- oder Gasströmung im Gebäude eine waagerechte Richtungskomponente geben.

6. Gebäude nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Hohlräume (22) der aneinandergesetzten Bausteine (8, 9, 10) sich über die gesamte Breite und Höhe der Gebäudewand (3, 4), des Bodens (5) oder der Decke (6, 7) erstreckende Hohlkammern (10, 12, 13, 14) bilden.

7. Gebäude nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkammern (11, 12, 13, 14) in den Gebäudewänden (3, 4), Böden (5) und Decken (6, 7) mit den Hohlkammern in den benachbarten Wänden, Böden und/oder Decken verbunden sind und eine seitliche Luft- oder Gasströmung von einer Wand, einem Boden oder einer Decke in eine benachbarte Wand oder Decke oder einen benachbarten Boden ermöglichen.

8. Gebäude nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Außenwände (3) des Gebäudes sich im wesentlichen über deren gesamte Breite und Höhe erstreckende Hohlkammern (11, 12) haben, die miteinander verbunden sind und eine Luftströmung in diesen Hohlkammern durch alle Gebäudeseitenwände hindurch ermöglichen.

9. Gebäude nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gebäudewänden (3, 4) mindestens zwei sich nebeneinander erstreckende Hohlkammern (11, 12) ausgebildet sind.

10. Gebäude nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Hohlkammern der Gebäudewände, vorzugsweise die dem Gebäudeinneren zugewandte Hohlkammer (12), an die Warmluft-Abgabeseite und/oder Abgasseite der Gebäudeheizung (15) angeschlossen ist.

11. Gebäude nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gebäudeaußenwänden (3) die dem Gebäudeinneren zugewandte innere Hohlkammer (12) im oberen Bereich des Gebäudes mit der der Gebäudeaußenseite benachbarten äußeren Hohlkammer (11) verbunden ist.

12. Gebäude nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gebäudeaußenwänden (3) die äußeren und die inneren Hohlkammern (11, 12) sowohl im oberen als auch im unteren Bereich des Hauses miteinander verbunden sind und ein geschlossenes Umluftkammersystem bilden.

13. Gebäude nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlkammern (11, 12, 13, 14) der Wände (3, 4), Böden (5) oder Decken (6, 7) des Gebäudes die Luft- oder Gasdurchströmung bewirkende Pumpen vorgesehen sind.

14. Gebäude nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen der inneren und der äußeren Hohlkammer (11, 12) ein Wärmetauscher (16) oder eine Wärmepumpe (17) vorgesehen ist, welcher bzw. welche der bzw. den in einer der miteinander verbundenen beiden Hohlkammern strömenden Warmluft oder Warmgase die Wärme zur anderweitigen Wiederverwendung entnimmt.

15. Gebäude nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (16) oder die Wärmepumpe (17) so ausgelegt und steuerbar ist, daß die Warmluft oder Warmgase unter deren Taupunkt abgekühlt werden.

16. Gebäude nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wände (3, 4), Böden (5) und/oder Decken (6, 7) bildenden Bausteine (8, 9, 10) drei nebeneinander oder übereinander sich erstreckende Hohlräume (22) haben, die mit den entsprechenden Hohlräumen der benachbarten Bausteine zur Bildung von drei sich neben- oder übereinander über die gesamte Breite und Höhe bzw. Länge der Wände, Böden oder Decken erstreckenden Hohlkammern (11, 12, 13, 14) dienen, wobei die eine Hohlkammer, in Gebäudeaußenwänden (3) vorzugsweise die dem Gebäudeinneren benachbarte innere Hohlkammer (12) zur Führung von warmer oder über die Gebäudeheizung erhitzter Luft vornehmlich nach oben und eine andere Hohlkammer, in Außenwänden vorzugsweise die äußere Hohlkammer (11) zur Führung von kühler oder kälterer Luft vornehmlich nach unten und gegebenenfalls zur Gebäudeheizung zurück oder umgekehrt dienen und die dazwischen befindliche Hohlkammer (13, 14) zur Temperaturisolierung oder Rauchgasabführung ausgebildet sind.

17. Gebäude nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Hohlkammer (13) mit stehender abgeschlossener Luftmasse oder Isoliermaterial gefüllt ist.