DE4410689A1 - Bauwerk aus mehreren gesonderten Betonfertigteilen - Google Patents
Bauwerk aus mehreren gesonderten BetonfertigteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bauwerk, das aus mehreren
gesonderten, jeweils - als Wärmeenergieabsorber wirkenden
- eingebetteten Rohren für eine Energieträgerflüssigkeit
enthaltende und gegebenenfalls miteinander verbundene
plattenartige Betonfertigteile besteht, die radial an einer
Mittelachse zu einer säulenartigen oder mehrrippigen
Konstruktion zusammengesetzt sind, zumindest teilweise in
Abstand zueinander verlaufen sowie mit einem Sockelteil
ihrer Wärmeentzugsfläche unterirdisch angeordnet sind.
Ein Bauwerk dieser Art ist der EP-B1-0442432 der Anmelderin
zu entnehmen. Ausgehend von Massivabsorbersystemen in
Außenwänden von Hochbauten zur Wärmeenergiegewinnung, wird
dort vorgeschlagen, kreuz- oder sternförmige Bauwerke aus
Absorberplatten herzustellen, welche teilweise unter der
Rasenoberfläche angeordnet sind und die Aufgabe lösen, für
einen möglichst kleinen freien Platz außerhalb eines
Gebäudes einen Massivabsorber anzubieten, der zusätzlich
aufgestellt werden kann, alle technischen und
wirtschaftlichen Voraussetzungen erfüllt, nicht störend
wirkt und nach Möglichkeit eine oder mehrere weitere
Funktion zu übernehmen in der Lage ist.
Bekannt ist zudem aus der CH-PS 674 045 ein Fundierungs-
und Absicherungselement aus Beton als Wärmespeicher für den
Anschluß an ein Heizsystem.
In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der
Erfinder das Ziel gesetzt, die Einsatzmöglichkeit eines
solchen Bauwerkes zu erhöhen und die Wärmebilanz nach
Möglichkeit zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen
Patentanspruches; die abhängigen Patentansprüche geben
günstige Fortentwicklungen an.
Erfindungsgemäß wird an das Bauwerk wenigstens eine
außerhalb des Bauwerkes diesem zugeordnete
Wärmetauscheinrichtung angeschlossen. Deren Vorläufe sind
dabei bevorzugt an das Bauwerk angefügt und die Rückläufe
an einen diesem zugeordneten, an sich bekannten Verteiler
angeschlossen.
Besonders günstig als Zusatz für das erfindungsgemäße
Bauwerk sind Betonfertigplatten, deren Rohre im Boden dem
Sockelteil des Bauwerkes angefügt werden.
Derartige Betonplatten stellt man als Wärmeenergieabsorber
beim Errichten des Bauwerkes in die Baugruppe und schließt
sie in der bereits erwähnten Art an das Rohrschlangensystem
des Bauwerkes an. Vorteilhafterweise wird man diese
zusätzlichen Betonfertigplatten an die geneigten
Böschungswände der Baugruppe legen und dann letztere mit
dem üblichen Hinterfüllmaterial schließen. Bevorzugt soll
jeder im Bauwerk enthaltenen flügelartigen Platte eine
solche Betonfertigplatte im Boden zugeordnet und diese an
die Rohrschlange der jeweiligen Bauwerksplatte
angeschlossen werden.
Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, in einem
Bohrloch eine wärmeträgerführende Rohrtour anzubringen,
welche mit ihrem Steigrohr an das Bauwerk angeschlossen ist
und zwar bevorzugt in der den für die Betonfertigplatten
beschriebenen Weise. Die vom Bohrlochtiefsten aufsteigende
Sole fällt nach dem Durchgang durch Bauwerk und Verteiler
im Fallrohr wieder ab.
Auch bei diesem Bauwerk soll bevorzugt in jede seiner
Platten eine - bevorzugt in zwei jeweils einer der
Plattenoberfläche nahen Ebenen angeordnete - mäanderartig
gebogene Rohrschlange von 80 bis 120 in Länge eingebettet
sein; als wirtschaftlichste Größe eines Absorberkreises
stellt sich eine Absorberkreis-Rohrschlange von 120 bis 160 m
dar. Geht man von etwa 20 m für die Zuleitung und 20 m
für die Rückführung der Absorberkreis-Rohrlänge aus, hat
der Betonabsorber zwischen 80 und 120 laufende Meter (lfdm)
Rohrlänge aufzunehmen. Bei einer Belegungsdichte von 7
lfdm m je m² ergibt sich eine flächige Absorbergröße
zwischen 12 und 20 m². Da bei einem freistehenden flächigem
Fertigteil von beiden Flächen Wärme der Außenluft
entziehbar ist - also an beiden Flächenseiten
Absorberrohre einbetoniert werden können -, ergibt sich im
Mittel ein Fertigteil in der Größe von 6 m² bis 10 m². So
erfüllt etwa ein Betonabsorber in den Abmessungen 1 m × 6 m
diese Voraussetzungen für den Absorberkreis. Dieses Bauwerk
vermag beispielsweise Pflanzengerüste aufzunehmen, die ihm
ein besonders günstiges Aussehen verleihen, darüber hinaus
aber auch der Aufnahme besonders wärmebedürftiger Pflanzen
zu dienen vermögen.
Denkbar ist es aber auch hier wenigstens einen
Absorberkreislauf des Bauwerks an eine Dusche, eine
Berieselungseinrichtung od. dgl. Abgabeelemente
anzuschließen.
Vorteilhafterweise werden mehr als drei Absorberkreis-
Betonelemente grundrißlich als Kreuz oder in Form eines
Sternes zu einer Gartensäule zusammengestellt. Die Höhe
dieser Gartensäule über Erdreich wird auf unter vier Meter
und deren Eingrabtiefe auf rund 2,50 m begrenzt, und die
Elemente werden oberirdisch im Abstand zueinander
angeordnet, damit eine Umspülung mit Luft und Wind
erleichtert wird.
Das beschriebene Bauwerk wird als Energiesäule eingesetzt,
kann jedoch sogar für die monovalente Heizung eines
Einfamilienhauses herangezogen werden, wenn mindestens zwei
weitere der erfindungsgemäß zuzuordnenden Absorberelemente
ergänzend hinzukommen. Diese Energiesäule nimmt weniger als
drei Meter Durchmesser im Grundriß in Anspruch, so daß sie
auf nahezu jedem Grundstück aufstellbar ist.
Außer zu einem Stützgerüst für Blumenkästen oder für
rankende Pflanzen kann die Säule auch zu einem im Sommer in
Betrieb befindlichen Springbrunnen, Fontainenbrunnen, zu
einer Duschanlage, einer Wasserzapfstelle oder zu einem
Sitzplatz etc. ergänzt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese
zeigt in:
Fig. 1: eine Schrägsicht auf ein aus Platten
bestehendes säulenartiges Bauwerk;
Fig. 2: den Grundriß zu Fig. 1;
Fig. 3: die Seitenansicht einer Platte des Bauwerkes;
Fig. 4: eine Stirnansicht der Platte der Bauwerkes;
Fig. 5: die Seitenansicht gemäß Fig. 3 mit einem
Rohrschlangensystem;
Fig. 6: einen Teil der Fig. 5 in Stirnansicht,
Fig. 7: eine Seitenansicht des Bauwerkes mit im Boden
vorgesehenen Bauwerksteilen in schematischem
Längsschnitt;
Fig. 8: die Draufsicht auf einen Teil der Fig. 8.
Ein säulenartiges Bauwerk 10 weist gemäß Fig. 1 vier von
einem in Fig. 2 angedeuteten kreuzförmigen Grundriß
aufragende Platten 12 auf, von denen jeweils zwei
miteinander fluchten, deren einander zugekehrte Innenkanten
14 über dem gewachsenen Boden zueinander in einem Abstand a
von beispielsweise 80 cm verlaufen.
Jede der Platten 12 einer Höhe h von beispielsweise 600 cm,
einer größten Breite b von 140 cm sowie einer Dicke i von
22 cm ist in einem Abstand e von etwa 200 cm zur
Plattenunterseite 16 mit einem - von einer Kammlinie 17 zu
beiden Seitenflächen 18 hin geneigten - schulterartigen
Absatz 20 der Länge f von etwa 40 cm versehen, von dem
einerseits jene Innenkante 14 und anderseits eine vom
schulterartigen Absatz 20 nach unten verlaufende
Schmalseite 22 ausgehen. Letztere begrenzt seitlich einen
Sockelteil 23 der Platte 12.
Sowohl die Schmalseite 24 als auch die - ebenfalls schmale
- Außenseite 24 und die Firstseite 26 der Platte 12 sind
beidseits so angefast, daß von einer querschnittlichen
Spitze eine Bugkante 28 gebildet wird. Zudem ist die Ecke
zwischen Außenseite 24 und Firstseite 26 bei 30 gebrochen.
Im oberen Teil der Platte 12 ist eine rechteckige
Vertiefungsfläche 34 vorgesehen, die an der Innenkante 14
endet.
In den Beton der Platte 12 ist ein Absorberkreislauf aus
einer Rohrschlange 36 eingebettet, der sich von einem
Vorlauf 37 zu einem Rücklauf 38 erstreckt. Der Abstand k
der parallelen Rohrabschnitte der Rohrschlange 36
voneinander beträgt etwa 10 cm, zudem verläuft gemäß Fig. 6
die Rohrschlange 34 in zwei zueinander parallelen Ebenen
F₁, F₂.
Innerhalb eines den Grundriß in Fig. 2 umschreibenden
Kreises Q ist ein Verteiler 39 vorgesehen, an dem die
einzelnen Kreise zuleitungs- und fortleitungsseitig
zusammengefaßt sind und von dem aus Sammelleitungen zu
einer aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung
vernachlässigten Wärmepumpe führen.
Der untere Plattenabschnitt oder Sockelteil 23 ist in einer
Eingrabtiefe e₁ in das Erdreich eingelassen. Mit B ist die
Erdreichoberkante bezeichnet, oberhalb deren die Platten 12
des Bauwerkes 10 durch Sockelstreifen 40 miteinander
verbunden sind. Die Sockelteile 23 der Platten 12 werden
durch Winkellaschen 42 aneinandergeschlossen.
Um das entsprechend Fig. 7 auf einer Frostschutzschicht 46
unter Zwischenschaltung eines Sandbettes 47 auf dem Grunde
einer Baugrube 48 mit in einem Winkel w geneigten
Böschungswänden 49 auflastende Bauwerk 12 sind auf diese
Böschungswände 49 weitere als Wärmeenergieabsorber
ausgebildete Platten 50 in einem Abstand e₂ zur
Erdreichoberkante B von etwa 70 cm gelegt. Vorlauf 52 und
Rücklauf 53 der Absorberkreisläufe oder Rohrschlangen 54
dieser Platten 50 sind an die entsprechenden Leitungen 37
bzw. 38 des Bauwerks 10 angeschlossen. Der Verlauf 52 jeder
der Platten in Fig. 8 führt zum benachbart aufragenden
Sockelteil 23, dessen Vorlauf 37 am Verteiler 39 endet.
Ebenfalls führen die Rückläufe 53 der Platten 50 zum
Verteiler 39. Die im Erdreich liegenden Absorberplatten 50
entziehen dem Boden Wärme, und so kann ein weiterer Kreis
von Wärmetauschern über das Bauwerk 10 an den Verteiler 39
- und damit an die Energieversorgung eines nicht
dargestellten Gebäudes - angeschlossen werden.
In Fig. 7 ist bei 60 ein Bohrloch mit einer sog.
Erdwärmesonde 62 skizziert; in einer Hinterfüllung 64
verlaufen bis zu einem Rohrtourtiefsten 66 Sondenrohre
68, 69, durch das als Steigrohr diendende Sondenrohr 69
gelangt wärmetransportierende Sole zum Bauwerk 10 - in Fig.
8 ist dieses Steigrohr 68 an einen Vorlauf 52 einer Platte
50 angeschlossen, jedoch ist auch ein direkter Anschluß an
die Rohrschlange 36 des Bauwerks 10 denkbar. So wird dem
Untergrund auch in größerer Teufe Energie als Wärme- oder
Kälteleistung entzogen und die Gegebenheit genutzt, einen
Teufenbereich zu erschließen, in welchem ohne größere
Beeinflussung von der Oberfläche her eine verhältnismäßig
konstante Temperatur herrscht.
Die Sole strömt durch die Rohrschlange 36 der an das
jeweilige Bohrloch 60 angeschlossenen Platte 12 zum
Verteiler 39 und von diesem durch das Fallrohr 69 wieder
zum Rohrtourtiefsten 66 zurück.
Die beschriebene Konstruktion erweitert die
Einsatzmöglichkeiten derartiger Bauwerke 10 erheblich und
verbessert die Stabilisierung der Wärmeerzeugung erheblich.
Claims (10)
1. Bauwerk aus mehreren gesonderten, jeweils als
Wärmeenergieabsorber wirkenden eingebetteten Rohren
für eine Energieträgerflüssigkeit enthaltende und
gegebenenfalls miteinander verbundene plattenartige
Betonfertigteile, die radial an einer Mittelachse zu
einer säulenartigen oder mehrrippigen Konstruktion
zusammengesetzt sind, zumindest teilweise in Abstand
zueinander verlaufen sowie mit einem Sockelteil ihrer
Wärmeentzugsfläche unterirdisch angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß an das Bauwerk (10) die Rohre (54; 68, 69)
wenigstens einer außerhalb des Bauwerkes diesem
zugeordneten Wärmetauscheinrichtung (50, 64)
angeschlossen sind.
2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorläufe (37, 68) der zugeordneten
Wärmetauscheinrichtungen (50, 64) an das Bauwerk (10)
angeschlossen sind.
3. Bauwerk mit Verteiler (39) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rückläufe (38, 69) der
zugeordneten Wärmetauscheinrichtung (65, 64) an den
Verteiler (39) angeschlossen sind.
4. Bauwerk nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Betonfertigplatte
(54) als Wärmeenergieabsorber dem Sockelteil (18) des
Bauwerks (10) zugeordnet ist.
5. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere der Betonfertigplatten
(54) dem Bauwerk (10) zu dessen Bodenebene (46)
geneigt zugeordnet sind.
6. Bauwerk mit in einer Baugrube (48) od. dgl.
Ausschachtung vorgesehenem Sockelteil (23) nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Betonfertigplatten (54) an den Böschungswänden
(49) der Baugrube (48) geneigt vorgesehen sind.
7. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Platte (12) des Bauwerkes
(10) eine Betonfertigplatte (50) als
Wärmeenergieabsorber zugeordnet ist.
8. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ihm eine Wärmeträgerführende
Rohrtour (68, 90) in einem Bohrloch (16) zugeordnet
ist.
9. Bauwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der aufsteigende Strang (68) der Rohrtour mit dem
Bauwerk (10) verbunden ist.
10. Bauwerk nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der fallende Strang (69) der
Rohrtour mit dem Verteiler (39) verbunden und zum
Bohrlochtiefsten (66) geführt ist.
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