DE4322653C2 - Brüstungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Brüstungselement, das insbesondere für Balkone an Gebäuden einsetzbar ist.

Bekannt sind bereits aus der DE 36 14 978 A1 Wand- oder Brüstungselemente mit einer zwischen zwei Platten eingeschlossenen Dämmschicht. Diese Lösung bezieht sich jedoch lediglich auf einen Schutz der Dämmschicht vor einer starken Erwärmung durch solare Strahlung und beinhaltet keinen Hinweis darauf, die Strahlungsenergie für vorteilhafte Zwecke zu nutzen.

Außerdem sind Möglichkeiten bekannt, wie z. B. aus der DE 30 46 380 A1, mittels Wärmesammlersystemen für Dächer oder Fassaden die Sonneneinstrahlung bzw. Umgebungstemperatur für die Energiegewinnung zu nutzen. Derartige Anordnungen sind geeignet, sie zusätzlich an tragende Konstruktionen der Wände und Dächer von Gebäuden anzubringen; jedoch stellen sie keine eigenständigen tragenden Elemente dar.

Aus der DD 217 570 A1 ist es bekannt, ein Brüstungselement für mehrstöckige Gebäude, insbesondere für Wohn- und Gesellschaftsbauten mit nichttragenden Außenwänden als Wärmetauscher auszubilden. Hierbei wird in einem labyrinthartig ausgebildeten Wärmetauschersystem die Abluft des unteren Stockwerks zur Erwärmung der Frischluft des darüber befindlichen Stockwerks genutzt. Dieses Brüstungselement ist bestenfalls zur Erwärmung des hinter ihm befindlichen Raumes, aber nicht zur Nutzung der gewonnenen Wärme an beliebig liegenden Orten und zu beliebigen Zeiten geeignet. Außerdem ist es selbst als nichttragendes Bauteil ausgeführt, es bedarf in jedem Fall eines tragenden oder stützenden Elementes zu seiner Anbringung.

Die DE 29 32 170 A1 beschreibt eine Bauwerkshülle, die so ausgestaltet ist, daß eine Wärmeübertragung durch sie hindurch nur in einer gewünschten Richtung erfolgt. Sie weist hierzu eine luftdurchlässige Absorber- und Wärmetauscherschicht und in Abständen dazu eine transparente bzw. opake Außenschicht sowie eine luftdurchlässige Innenverkleidung auf. Zur Klimatisierung des Bauwerkinnenraumes wird Luft durch die Absorber- und Wärmetauscherschicht geleitet und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft so gesteuert, daß die von der Absorber- oder Wärmetauscherschicht aufgenommene Wärme an die durchströmende Luft abgegeben wird. Auch in diesem Fall geht es um den direkten Austausch vom Innen- zum Außenraum und umgekehrt und nicht um eine Wärmegewinnung, die an anderer Stelle genutzt werden soll.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Brüstungseleme zu entwickeln, das außer seiner Funktion, das Herabfallen von Personen und Gegenständen zu verhindern, die Nutzung und Umformung der einstrahlenden in Wärme- oder Elektroenergie ermöglicht, die ableitbar und an beliebiger Stelle verwendbar ist.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst.

Die kastenförmige Konstruktion kann je nach ihrer Länge bzw. den einwirkenden Kräften zur Gewährleistung ihrer ausreichend hohen Steifigkeit durch zusätzliche Zwischenelemente verstärkt werden. Somit wird durch die Erfindung ein Brüstungselement geschaffen, das genügend stabil ist, um die Kräfte von den inliegenden Absorber- bzw. Voltaik- Elementen sowie durch Personen oder Gegenständen verursachte, von außen wirkende Kräfte aufzunehmen, und entsprechend den bautechnischen Vorschriften für Balkonbrüstungen als solche einsetzbar ist.

Der Vorteil der Erfindung besteht vor allem in der Verbindung des Anbringens einer Balkonbrüstung mit gleichzeitigen Maßnahmen zur Energiegewinnung und ist sowohl bei Neuerrichtung als auch bei Sanierungsarbeiten von großer Bedeutung.

Die Möglichkeit der Wärmeerzeugung mittels Absorberelementen wird vorteilhaft zur Warmwasserbereitung genutzt. Das Wärmeträgermedium ist eine Flüssigkeit und kann in Kanälen geführt werden, die gleichzeitig der Verankerung des Brüstungselementes an der Gebäudewand dienen.

Der Einsatz von Fotovoltaik-Elementen als Mittel zur Verwertung der Strahlungsenergie ermöglicht die Erzeugung von Elektroenergie. Dabei entstehende Abwärme kann aus dem Raum der Hinterlüftung in das Gebäude abgeführt und zu Heizzwecken verwendet werden.

Die Glasplatte auf der vom Gebäude abgewandten Seite ermöglicht das Eindringen des sichtbaren und unsichtbaren Lichtes in das Innere des kastenförmigen Elementes, in dem die Absorberelemente die Energie aufnehmen und als Wärmeenergie an das Wärmeträgermedium abgeben. Vorzugsweise ist das langwellige Licht dafür geeignet, so daß sein Durchtritt nach außen durch die Glasplatte vermieden wird. Um den Wirkungsgrad bei der Verwertung der Strahlung durch Herabsetzen der äußeren Reflexion an der Glasplatte zu verbessern und einen maximalen Lichteintritt für Sonnenlicht auch höherer Frequenzen zu erreichen, kann die Glasplatte beschichtet sein.

Im folgenden soll die Erfindung anhand zweier Auführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Brüstungselementes zur Wärmeerzeugung,

Fig. 2 den schematischen Aufbau eines Brüstungselementes zur Stromerzeugung.

In Fig. 1 ist das Brüstungselement eines der Sonneneinwirkung direkt oder indirekt ausgesetzten Balkons an einem Gebäude 1 als ein kastenförmiges Element 2 dargestellt. Es besteht aus einem im Querschnitt U-förmigen Profil 3 aus einem Metall in gewichtsmäßig leichter Ausführung und ergibt in Verbindung mit einer Glasplatte 4, die mit dem U-förmigen Profil 3 über Verbindungselemente 17 fest verbunden ist, die geschlossene Kastenform. Die Verbindungselemente 17, die im Ausführungsbeispiel U-förmige Profile sind, aber auch z. B. Z- oder T-förmig sein können, nehmen selbst auch Zug- oder Druckkräfte auf und tragen zur Versteifung des kastenförmigen Elementes bei. Je nach Länge und Belastung des Brüstungselementes können zusätzlich zur Erhöhung der Stabilität senkrecht angebrachte Zwischenelemente 5 die Biegesteifigkeit in der dem Gebäude zugewandten Außenfläche unterstützen. Sie nehmen Zug- und Druckspannungen infolge von auf die Außenflächen des U-förmigen Profils 3 wirkende Kräften, durch Personen, Gegenstände oder Witterungseinflüsse verursacht, auf. Das kastenförmige Element 2 trägt hinter der Glasplatte 4 Absorberelemente 6 mit eingelegten wärmeabführenden Kanälen 7, die als Wärmeträgermedium Wasser, möglicherweise auf Frostbeständigkeit eingestellt, oder andere Flüssigkeiten mit hoher spezifischer Wärmekapazität enthalten. In einem Bereich, der nicht mehr der Sonneneinstrahlung unterliegt, gehen die wärmeabführenden Kanäle 7 in wärmeisolierte Leitungen über, führen zu einem nicht dargestellten Wärmetauscher und ermöglichen somit die Warmwasserbereitung. Außer dieser indirekten Wassererwärmung kann das zu erwärmende Wasser direkt die Absorberelemente durchströmen.

Zur Vermeidung von Wärmeverlusten durch Wärmeabgabe in vertikaler Richtung sowie in Richtung des Gebäudes 1 ist eine Wärmedämmschicht 8 vorgesehen, die gleichzeitig die Stabilität des Brüstungselementes weiter erhöht.

Die Abmessungen des kastenförmigen Elementes 2 lassen sich je nach Erfordernis einerseits aufgrund der Balkongröße, andererseits zur Einhaltung der bautechnischen Vorschriften für Balkonbrüstungen variieren. Das Brüstungselement kann aus einem einzigen kastenförmigen Element 2 bestehen oder aus mehreren miteinander verbundenen gleichartigen Elementen zusammengesetzt werden, um einer erforderlichen Länge zu entsprechen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Brüstungselement für einen Balkon des Gebäudes 1 entsprechend Beispiel 1 erläutert, das zur Stromgewinnung geeignet ist.

Das kastenförmige Element 2 wird wiederum aus dem U-förmigen Profil 3 und der Glasplatte 4 gebildet. Zur Erhöhung der Stabilität kann das kastenförmige Element 2 durch zusätzliche Elemente, z. B. eine Deckfläche 15 und eine Bodenfläche 16 verbindende Blechprofile 9, gestützt oder durch Ausschäumen eines Hohlraumes 10 hinter der dem Gebäude 1 zugewandten Fläche versteift werden. Das U-förmige Element 3 trägt Fotovoltaik-Elemente 11, die zusammen mit der in Richtung Sonneneinstrahlung angrenzenden Glasplatte 4 und einer in Richtung des Gebäudes 1 angrenzenden Glasplatte 12 fest in das U-förmige Profil 3 eingeschlossen sind. Anstelle der Glasplatte 12 kann auch eine aus Glasfasern bestehende Schicht eingesetzt sein. Die Fotovoltaik-Elemente 11 sind mit nicht dargestellten stromführenden Leitungen verbunden, die zum Ort eines Verbrauchers führen. Um die Anordnung des Brüstungselementes vor Überhitzung zu schützen, ist zwischen der Glasplatte 12 und dem ausgeschäumten Hohlraum 10 ein Hinterlüftungsraum 13 vorgesehen, der den Abzug der Warmluft durch Lüftungsöffnungen 14 in der Deckfläche 15 des U-förmigen Profils 3 ermöglicht. Vorteilhaft ist, an die Lüftungsöffnungen 14 isolierte Kanäle (in der Zeichnung nicht dargestellt) anzuschließen, um die Abwärme zum Zweck der Raumheizung an einen vorgesehenen Ort zu leiten. In den Anordnungen beider Ausführungsbeispiele kann die Glasplatte 4 aus einem mineralischen oder organischen Material bestehen, das den Durchtritt von sichtbarem und unsichtbarem höherfrequentem Licht gewährleistet, aber in das kastenförmige Element 2 eingedrungenes langwelliges Licht zurückhält, z. B. durch Metallbedampfung auf der dem Gebäude 1 zugewandten Seite der Glasplatte 4 oder durch geeignete Glaszusammensetzung oder Glasdicke. Im Fall der Verwendung von Fotovoltaik-Elementen 11 sollte das langwellige Licht nur zurückgehalten werden, wenn eine Nutzung der Abwärme vorgesehen ist. Zur Herabsetzung der äußeren Reflexion kann die Außenseite der Glasplatte 4 beschichtet sein, so daß durch maximalen Lichteintritt ein möglichst hoher Wirkungsgrad erreichbar ist.

Bezugszeichenliste

 1 Gebäude
 2 kastenförmiges Element
 3 U-förmiges Profil
 4, 12 Glasplatte
 5 Zwischenelemente
 6 Absorberelemente
 7 wärmeführende Kanäle
 8 Wärmedämmschicht
 9 Blechprofile
10 Hohlraum
11 Fotovoltaik-Elemente
13 Hinterlüftungsraum
14 Lüftungsöffnungen
15 Deckfläche
16 Bodenfläche
17 Verbindungselemente

Claims (1)

1. Brüstungselement, insbesondere für Balkone an Gebäuden, das Mittel zur Adsorption und Umwandlung der Strahlungsenergie der auftreffenden sichtbaren und unsichtbaren Strahlung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es als kastenförmiges, biegesteifes Element ausgebildet ist, das an seiner dem Gebäude abgewandten Seite für sichtbare und unsichtbare Strahlung durchlässig gestaltet ist und bei dem im Inneren des kastenförmigen Elements mit Wärmeabführkanälen verbundene Absorberelemente oder Fotovoltaikelemente angeordnet sind und daß sich daran eine Wärmedämmschicht anschließt. 2. Brüstungselement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenförmige Element an seiner dem Gebäude abgewandten Seite mit einer Platte aus organischem oder anorganischem Glas versehen ist. 3. Brüstungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Gebäude abgewandte Fläche der Glasplatte mit einer Schicht zur Herabsetzung der äußeren Reflexion versehen ist. 4. Brüstungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gebäude zugewandte Fläche der Glasplatte so ausgebildet ist, daß sie den Austritt der Wärme aus dem Innenraum des kastenförmigen Elementes verhindert.5. Brüstungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Fotovoltaik-Elemente in Richtung des Gebäudes eine Schicht aus Glas oder Glasfasern und ein Raum zur Hinterlüftung anschließen.