DE4218709A1

DE4218709A1 - Bauelement für Hochbauwerke

Info

Publication number: DE4218709A1
Application number: DE4218709A
Authority: DE
Inventors: Albert Bruno Rapp; Rolf Dipl Ing Stricker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-06
Filing date: 1992-06-06
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2012-06-07
Also published as: DE4218709C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement für Hochbauwerke, bestehend aus einer Wand, die Wärmedämmaterial enthält und in der gebäudeaußenseitig eine Auskammerung vorge sehen ist, die von einer lichtdurchlässigen Platte abge deckt ist, wobei in der Auskammerung eine Absorptions platte zur Aufnahme von Strahlungswärme angeordnet ist, und wobei an die Auskammerung ein Zuluftkanal und ein Ab luftkanal anschließen, sowie die Kanäle die Wand durch setzen. - Bauelement bezeichnet im Rahmen der Erfindung sowohl Außenwandelemente als auch Dachelemente, die einen zugeordneten Innenraum gebäudeaußenseitig begrenzen. Handelt es sich um Außenwandelemente, so sind diese vorzugsweise mit einer der Geschoßhöhe entsprechenden Länge ausgebildet.

Bauelemente der eingangs genannten Art sind aus der Li teraturstelle DE-PS 40 42 208 bekannt. Bei diesen Bau elementen wird eine Stahlbetonrippenplatte auf einer als verlorene Schalung eingesetzten Wärmedämmplatte gegossen. Die Absorptionsplatte bildet hier die Innenbeschichtung der Auskammerung und befindet sich unmittelbar auf der Wärmedämmplatte. Die durch die Absorptionsplatte aufge nommene Solarenergie wird zur Erwärmung der Innenraumluft eines Gebäudes eingesetzt, in dem die Raumluft mit Hilfe von Luftgebläsen einem Strömungskreislauf unterworfen wird. Die Raumluft wird über einen Abluftkanal der Aus kammerung zugeführt, nimmt beim Durchströmen der Aus kammerung die gespeicherte Solarenergie auf und wird über einen Zuluftkanal wieder dem Innenraum zugeführt. Diese Bauelemente weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie keine Frischluftzufuhr bzw. keine ausreichende Be- und Entlüf tung des Innenraumes erlauben. Bauelemente aus einer Stahlbetonrippenplatte und einer Wärmedämmplatte, bei denen die Stahlbetonrippenplatte auf der als verlorene Schalung eingesetzten Dämmplatte gegossen ist, sind auch aus der DE-PS 36 10 030 bekannt. Wandelemente aus einer äußeren Betonplatte und einer inneren Isolierschicht sind aus der DE-PS 21 15 250 bekannt. Die beiden letztge nannten Literaturstellen befassen sich jedoch nicht mit der Nutzung von Solarenergie für die Aufheizung von Innenräumen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement der eingangs beschriebenen Art so weiter auszubilden, daß eine besonders effektive Aufheizung des zugeordneten Innenraumes und zugleich eine ausreichende Be- und Ent lüftung des zugeordneten Innenraumes ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Absorptionsplatte die Auskammerung in zwei Teilkammern teilt, wobei die vordere Teilkammer von der lichtdurch lässigen Platte und der Absorptionsplatte und die hintere Teilkammer von der Absorptionsplatte und der Wand be grenzt wird, daß die lichtdurchlässige Platte an ihrer unteren Kante eine Öffnung als Zulufteinlaß für die vordere Teilkammer aufweist, daß an den oberen Bereich der vorderen Teilkammer der Zuluftkanal für einen zuge ordneten Innenraum des Bauwerkes anschließt, wobei der Kanal mit dem oberen Bereich des zugeordneten Innenraumes verbunden ist, daß aus dem unteren Bereich des zuge ordneten Innenraumes der Abluftkanal zu dem unteren Bereich der hinteren Teilkammer führt, und daß aus dem oberen Bereich der hinteren Teilkammer ein weiterer Abluftkanal nach außen führt. - Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die durch die Absorptionsplatte aufge nommene Solarenergie zur Aufheizung der Luft in der Auskammerung verwendet werden kann, wodurch die erwärmte Luft nach oben steigt und im oberen Bereich eines Innenraumes zugeführt werden kann. Aus dem unteren Bereich des Innenraumes kann zum Ausgleich Luft ent weichen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch die erfindungsgemäße Zweiteilung der Auskammerung mittels der Absorptionsplatte und durch die Außenver bindungen der beiden Teilkammern eine Luftführung er möglicht wird, die zum einen eine effektive Aufheizung des Innenraumes und zum anderen eine ständige Frisch luftzufuhr und eine ausreichende Entlüftung des Innenraumes gewährleistet. Die Aufheizung des Innenraumes wird deshalb besonders effektiv, weil die Absorptions platte in der Auskammerung außer als Solarenergieabsorber auch als Wärmeaustauschplatte zwischen den beiden Teil kammern dient. So kann die aus dem Innenraum in die hintere Teilkammer abgeführte Luft über die als Wärmeaus tauschplatte wirkende Absorptionsplatte zur Erwärmung der Frischluft in der vorderen Teilkammer beitragen.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die Wand des Bauelementes aus einer Stahlbetonplatte und einer mit dieser verbundenen gebäudeaußenseitig orientierten Wärmedämmplatte. Die Stahlbetonplatte kann auf der als verlorene Schalung eingesetzten Wärmedämm platte gegossen werden. Zweckmäßigerweise verwendet man eine Stahlbetonrippenplatte. Die Wärmedämmplatten be stehen aus einem geeigneten Dämmaterial der Bauphysik, beispielsweise aus Polystyrol-Hartschaum mit mine ralischen Zusatzstoffen. Vorzugsweise wird Schaumgips als Wärmedämmaterial verwendet. Nach einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung, die sich insoweit durch Um weltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit auszeichnet, wird Schaumgips als Wärmedämmaterial verwendet, der aus dem als Endprodukt in Rauchgas-Entschwefelungs-Anlagen anfallenden Gips gewonnen wird. Wärmedämmaterial aus derartig gewonnenem Schaumgips ist aus den Berichten der Fraunhofer-Gesellschaft, H. 3, S. 31-35 bekannt.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die lichtdurch lässige Platte als Wellprofil ausgebildet ist. Dadurch kann die lichtdurchlässige Platte zusätzlich als Solar energiesammler wirken. Die Absorptionsplatte kann aus verschiedenen Materialien bestehen. Vorzugsweise ist sie als schwarzes Metallblech ausgeführt, da eine solche Platte sich sowohl durch eine gute Absorptionsfähigkeit als auch durch eine gute Wärmeleitfähigkeit auszeichnet. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist die Absorptionsplatte an ihrer Unterkante einen Schlitz auf. Dieser hat die Aufgabe, Kondenswasser, das aus der in die hintere Teilkammer eingeführten Raumluft stammt, abzu leiten. Zweckmäßigerweise mündet der Abluftkanal des Innenraumes oberhalb dieses Schlitzes in die hintere Teilkammer.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Zuluftkanal für den zugeordneten Innenraum und/oder der Abluftkanal des zugeordneten Innenraumes mit einem Luftgebläse versehen sind, welches die beschriebene Luftführung unterstützt. Vorzugsweise sind Zuluft- und Abluftkanal des Innenraumes verschließbar. Zweckmäßigerweise ist auch die als Zuluft einlaß dienende Öffnung am unteren Ende der licht durchlässigen Platte, sowie der aus der hinteren Teil kammer nach außen führende Abluftkanal verschließbar.

Die senkrecht zur Gebäudefront angeordneten Seiten der Bauelemente bzw. der Auskammerungen können von verschie denen Materialien gebildet werden, vorzugsweise bestehen diese Seiten aus Stahlbeton und/oder aus Wärme dämmaterial. Handelt es sich um Wandelemente, die mit einer der Geschoßhöhe entsprechenden Länge ausgebildet sind, so wird die obere und untere Begrenzung des Wandelementes zweckmäßigerweise von Betonelementen ge bildet, die an die Betondecken der betreffenden Geschosse anschließen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung aus führ licher erläutert. Die einzige Figur zeigt in sche matischer Darstellung einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bau element für Hochbauwerke.

Das in der Figur dargestellte Bauelement für Hochbauwerke besteht aus einer Wand 1, die Wärmedämmaterial 2 enthält und in der gebäudeaußenseitig eine Auskammerung 3 vor gesehen ist. Die Wand 1 des Bauelementes besteht vorzugs weise aus einer Stahlbetonplatte 13 und einer mit dieser verbundenen gebäudeaußenseitig orientierten Wärmedämm platte 2. Die Auskammerung 3 ist von einer lichtdurch lässigen Platte 4 abgedeckt, welche nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung und im Ausführungsbeispiel als Wellprofil ausgebildet ist. In der Auskammerung 3 ist eine Absorptionsplatte 5 zur Aufnahme von Strahlungswärme angeordnet, die vorzugsweise als schwarzes Metallblech ausgeführt ist. An die Auskammerung 3 schließen ein Zuluftkanal 6 und ein Abluftkanal 7 an, welche Kanäle die aus der Stahlbetonplatte 13 und der Wärmedämmplatte 2 bestehende Wand 1 durchsetzen. Die Absorptionsplatte 5 teilt die Auskammerung 3 in zwei Teilkammern 8, 9, wobei die vordere Teilkammer 8 von der lichtdurchlässigen Platte 4 und der Absorptionsplatte 5 und die hintere Teilkammer 9 von der Absorptionsplatte 5 und der Wärme dämmplatte 2 begrenzt wird. Die lichtdurchlässige Platte 4 weist an ihrer unteren Kante eine Öffnung 10 als Zulufteinlaß für die vordere Teilkammer 8 auf. An den oberen Bereich der vorderen Teilkammer 8 schließt der Zuluftkanal 6 für einen Innenraum 11 des Bauwerkes an, wobei der Kanal 6 mit dem oberen Bereich des Innenraumes 11 verbunden ist. Aus dem unteren Bereich des Innenraumes 11 führt der Abluftkanal 7 zu dem unteren Bereich der hinteren Teilkammer 9 und aus dem oberen Bereich der hinteren Teilkammer 9 führt ein weiterer Abluftkanal 12 nach außen. Handelt es sich wie im Ausführungsbeispiel um Wandelemente, so sind diese vorzugsweise wie im Aus führungsbeispiel mit einer der Geschoßhöhe entsprechenden Länge ausgebildet. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung und im Ausführungsbeispiel wird in diesem Fall die obere und die untere. Begrenzung des Wandelementes von Betonelementen 16 gebildet, die an die Betondecken 17 der betreffenden Geschosse anschließen.

Das erfindungsgemäße Bauelement zeichnet sich durch die im folgenden beschriebene Luftführung aus: Zunächst ge langt Frischluft von außen durch die Öffnung 10 in die vordere Teilkammer 8 und wird dort von der durch die Absorptionsplatte 5 aufgenommenen Solarenergie aufge heizt. Die erwärmte Luft steigt in der vorderen Teil kammer 8 nach oben und wird durch den Zuluftkanal 6 dem oberen Bereich des Innenraumes 11 zugeführt. Die Luft führung ist in der Figur durch Strömungspfeile ver deutlicht. Aus dem unteren Bereich des Innenraumes ent weicht zum Ausgleich Luft durch den Abluftkanal 7 in den unteren Bereich der hinteren Teilkammer 9 und steigt in den oberen Bereich der hinteren Teilkammer 9, wo sie durch einen weiteren Abluftkanal 12 nach außen abgeführt wird. Die in der hinteren Teilkammer 9 hochsteigende Luft kann über die als Wärmeaustauschplatte wirkende Ab sorptionsplatte 5 zur Erwärmung der Frischluft in der vorderen Teilkammer 8 beitragen.

Die Absorptionsplatte 5 hat nach bevorzugter Ausfüh rungsform der Erfindung und im Ausführungsbeispiel an ihrer Unterkante einen Schlitz 14, um das Kondenswasser aus der in die hintere Teilkammer 9 eingeführten Raumluft abzuleiten. Zweckmäßigerweise mündet der Abluftkanal 7 des Innenraumes 11 oberhalb dieses Schlitzes 14 in die hintere Teilkammer 9. Nach einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung und im Ausführungsbeispiel sind der Zuluftkanal 6 für den Innenraum 11 und der Abluftkanal 7 des Innenraumes 11 mit einem Luftgebläse 15 versehen, wodurch die beschriebene Luftführung unter stützt wird.

Claims

1. Bauelement für Hochbauwerke, bestehend aus einer Wand (1), die Wärmedämmaterial (2) enthält und in der gebäu deaußenseitig eine Auskammerung (3) vorgesehen ist, die von einer lichtdurchlässigen Platte (4) abgedeckt ist, wobei in der Auskammerung (3) eine Absorptionsplatte (5) zur Aufnahme von Strahlungswärme angeordnet ist, und wobei an die Auskammerung (3) ein Zuluftkanal (6) und ein Abluftkanal (7) anschließen, sowie die Kanäle (6, 7) die Wand (1) durchsetzen, dadurch gekenn zeichnet,
daß die Absorptionsplatte (5) die Auskammerung (3) in zwei Teilkammern (8, 9) teilt, wobei die vordere Teilkammer (8) von der lichtdurchlässigen Platte (4) und der Absorptionsplatte (5) und die hintere Teilkammer (9) von der Absorptionsplatte (5) und der Wand (1) begrenzt wird,
daß die lichtdurchlässige Platte (4) an ihrer unteren Kante eine Öffnung (10) als Zulufteinlaß für die vordere Teilkammer (8) aufweist,
daß an den oberen Bereich der vorderen Teilkammer (8) der Zuluftkanal (6) für einen zugeordneten Innenraum (11) des Bauwerkes anschließt, wobei der Kanal (6) mit dem oberen Bereich des zugeordneten Innenraumes (11) verbunden ist,
daß aus dem unteren Bereich des zugeordneten Innenraumes (11) der Abluftkanal (7) zu dem unteren Bereich der hinteren Teilkammer (9) führt,
und daß aus dem oberen Bereich der hinteren Teil kammer (9) ein weiterer Abluftkanal (12) nach außen führt.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (1) des Bauelementes aus einer Stahlbeton platte (13) und einer mit dieser verbundenen, gebäude außenseitig orientierten Wärmedämmplatte (2) besteht.

3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß Schaumgips als Wärmedämmaterial verwendet wird.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässige Platte (4) als Wellprofil ausgebildet ist.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsplatte (5) als schwarzes Metallblech ausgeführt ist.

6. Bauelement nach Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Absorptionsplatte (5) an ihrer Unter kante einen Schlitz (14) aufweist.

7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftkanal (6) für den zuge ordneten Innenraum (11) und/oder der Abluftkanal (7) des zugeordneten Innenraumes (11) mit einem Luftgebläse (15) versehen sind.