DE4423137A1 - Gebäudeaußenwand - Google Patents
GebäudeaußenwandInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gebäudeaußenwand mit einer auf der
Außenseite ihrer tragenden Struktur vorgesehen Putzschicht.
Die bekannten Gebäudeaußenwände dieser Art haben, sofern sie
nur ein Mauerwerk aufweisen, das auf seiner Außenseite die
Putzschicht trägt, eine relativ geringe Wärmedämmfähigkeit. Es
ist deshalb üblich, zwischen der Außenseite des Mauerwerkes
und der Putzschicht eine Wärmedämmschicht anzuordnen. Damit
ist es möglich, die Außenwände von Gebäuden so auszuführen,
daß sich eine deutliche Einsparung bei der im Gebäude für die
Wärmeerzeugung erforderlichen Primärenergie erzielen läßt.
Der Einsparung von Primärenergie in Gebäuden dienen auch die
auf dem Dach angeordneten Solarkollektoren, die aber teuer
sind, häufig für eine Nachrüstung vorhandener Gebäude nicht
geeignet sind und das architektonische Erscheinungsbild des
Gebäudes erheblich verändern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher für die
Energieeinsparung in Gebäuden zur Verfügung stehenden Möglich
keiten zu erweitern. Diese Aufgabe löst eine Gebäudeaußenwand
mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Ein zwischen der Putzschicht und der tragenden Struktur der
Gebäudeaußenwand angeordnetes Solarenergieabsorbersystem kann
einen nennenswerten Teil der auf die Putzschicht auftreffenden
und in diese eindringenden Sonnenenergie absorbieren. Die
dabei erwärmte Transportflüssigkeit kann überall dort, wo ein
Wärmebedarf besteht, ihre Wärmeenergie zumindest teilweise,
beispielsweise über einen Wärmetauscher, wieder abgeben. Die
besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen aber
darin, daß das Solarenergieabsorbersystem unauffällig, nämlich
unsichtbar, in die Gebäudehaut integriert werden kann, so daß
die architektonische Gestaltungsmöglichkeiten der Fassade
nicht eingeschränkt werden, daß eine Nachrüstung bei bestehen
den Gebäuden problemlos möglich ist, daß in der Regel große
Flächen zur Verfügung stehen, über die sich das Solarenergie
absorbersystem erstrecken kann, daß außer einer Pumpe oder
eventuell einem oder mehreren Ventilen keine beweglichen Teile
erforderlich sind, daß eine gute Regelbarkeit gegeben und ein
Überheizen des Gebäudes ausgeschlossen ist, weil die Sonnene
nergie nur dann genutzt zu werden braucht, wenn sie benötigt
wird, und daß auch eine freie Kühlung im Sommer möglich ist.
Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Lösung dann,
wenn das Solarenergieabsorbersystem zwischen der Putzschicht
und einem auf der Außenseite der tragenden Struktur der Wand
aufgebrachten Wärmedämmsystem angeordnet ist. Diese Wärmedämm
systeme dämmen nämlich die Wärmeableitung von der Putzschicht
in die tragende Struktur der Wand, also beispielsweise das
Mauerwerk, und zwar um so mehr je besser ihre Dämmfähigkeit
ist. Da der Trend zu immer dickeren Wärmedämmschichten geht,
um den Bedarf an Heizenergie im Gebäude zu senken, werden in
der Putzschicht relativ hohe Temperaturen erreicht. Das direkt
unter der Putzschicht liegende Solarenergieabsorbersystem ist
deshalb vergleichsweise hohen Temperaturen ausgesetzt, was zu
entsprechend hohen Temperaturen der Wärmetransportflüssigkeit
führt, wodurch die Nutzungsmöglichkeiten der absorbierten
Wärmeenergie noch wesentlich verbessert werden. Hinzukommt,
daß das Wärmeenergieabsorbersystem dadurch, daß es einen
beträchtlichen Anteil der in die Putzschicht eindringenden
Energie aufnehmen kann, stark erhöhte, die Stabilität und den
Verbund der Putzschicht mit der Wärmedämmschicht gefährdende
Temperaturen der Putzschicht zuverlässig zu verhindern vermag.
Im Prinzip wäre es möglich, die Rohrleitung oder Rohrleitungen
des Solarenergieabsorbersystems unmittelbar an der tragenden
Struktur oder, falls eine Wärmedämmschicht vorgesehen ist, an
dieser festzulegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind
jedoch die Rohrleitungen auf der einen Seite einer Matte
festgelegt, die mit der Außenseite der tragenden Struktur oder
der Wärmedämmschicht verbunden ist. Hierdurch wird die Verle
gung wesentlich vereinfacht, zumal eine solche Matte mit den
auf ihr festgelegten Rohrleitungen als vorgefertigtes Bauele
ment ausgeführt sein kann.
Besonders vorteilhaft sind Rohrleitungen aus Metall oder
Kunststoff, da solche Rohrleitungen oder Schläuche die auftre
tenden Wärmedehnungen und insbesondere schockartige Tempera
turänderungen schadlos aushalten. Ein besonders geeignet
Kunststoff ist Polypropylen, das sich auch gut verschweißen
läßt, so daß das Verbinden verschiedener Rohrleitungsstücke
ohne Schwierigkeiten möglich ist.
Um die Dicke des Solarenergieabsorbersystems möglichst gering
halten zu können, wird vorzugsweise ein Innendurchmesser der
Rohrleitungen von höchstens 5 mm, vorzugsweise von weniger als
2 mm, gewählt. Es handelt sich also um sogenannte Kapillarroh
re. Solche erfordern in der Regel eine Parallelschaltung einer
größeren Anzahl von Rohrabschnitten, die alle an Verteil- und
Sammelleitungen angeschlossen sind, die einen wesentlich
größeren Innendurchmesser haben.
In der Regel wird ein Abstand zwischen unmittelbar benachbar
ten Abschnitten der Rohrleitung oder Rohrleitungen im Bereich
von 5 mm bis 100 mm, vorzugsweise im Bereich von 10 mm bis
15 mm, zu einer über die gesamte Fläche guten Wärmeabsorption
führen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rohrleitungen
zumindest teilweise in eine Armierungsmasse eingebettet,
welche die Ausdehnungen der Rohrleitungen bei deren Erwärmung
so weit ausgleicht, daß die Putzschicht rissefrei bleibt und
ihre vor allem für die Wärmedämmschicht wichtige Witterungsbe
ständigkeit behält.
Die Putzschicht kann auf diese Armierungsmasse aufgetragen
sein. Sie kann aber auch durch den die Rohrleitungen nach
außen hin abdeckenden Teil der Armierungsmasse gebildet sein.
Vorzugsweise ist die Armierungsmasse mit Carbonfasern und/oder
Fasern aus Polyacrylnitril armiert.
Die Armierungsmasse besteht bei einem bevorzugten Ausführungs
beispiel aus einem anorganischen oder organischen Bindemittel
oder einer Mischung aus solchen Bindemitteln. Weiterhin kann
die Armierungsmasse mineralische und/oder organische Füllstof
fe enthalten. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Armie
rungsmasse einen hydrophobierenden Stoff enthält.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils des Ausfüh
rungsbeispiels und verschiedener Wärmebedarfssysteme
sowie ihre Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Schnitt des Ausführungsbeispiels in größerem
Maßstab.
Eine als Ganzes mit 1 bezeichnete, vertikale Außenwand eines
Gebäudes, beispielsweise eines Wohnhauses, weist eine durch
ein Mauerwerk gebildete, tragende Struktur 2 auf. Dieses
Mauerwerk besteht beispielsweise aus Hohllochziegeln oder
Kalksandstein mit einer Dicke von 0,24 m. Die Innenfläche ist
mit einer Kalkgipsmörtelschicht 3 in einer Dicke von 0,015 m
verputzt. An der Außenseite der tragenden Struktur 2 ist eine
aus Steinlamellen bestehende Wärmedämmschicht 4 festgelegt,
deren Dicke 0,08 m beträgt. An der der tragenden Struktur 2
abgewandten Außenseite der Wärmedämmschicht 4 sind aneinander
anschließend Matten befestigt, auf deren der Wärmedämmschicht
4 abgekehrter Seite Kapillarrohre 5 festgelegt sind. Die
Kapillarrohr bestehen aus Polypropylen und haben einen Innen
durchmesser von 1,7 mm. Alle oder zumindest ein Teil der an
jeder Matte festgelegten Kapillarrohre 5 sind parallel ge
schaltet. Ihr Anfang ist mit einer Verteilerleitung 6, ihr
Ende mit einer Sammelleitung 7 verbunden, die auch aus Poly
propylen bestehen, weshalb eine Verbindung durch Verschweißen
möglich ist. Der Durchmesser der Verteilerleitungen 6 und
Sammelleitungen 7 beträgt im Ausführungsbeispiel 16 mm. Diese
Leitungen sind in Aussparungen 8 der Wärmedämmschicht 4 ver
legt und an geeigneter Stelle durch die tragende Struktur 2
hindurchgeführt.
Auf die Außenseite der die Kapillarrohre 5 tragenden Matte ist
eine Armierungsmasse 9 aufgebracht, deren die Armierungsrohre
5 nach außen abdeckender Teil eine Putzschicht 10 bildet. Die
Armierungsmasse 9 kann hohe Ausdehnungen der Kapillarrohre 5
aufnehmen, ohne daß dabei Risse in der Putzschicht 10 entste
hen oder diese ihre Witterungsbeständigkeit verliert, was vor
allem für die Wärmedämmschicht 4 wichtig ist. Auch sprunghafte
Änderungen der Temperatur oder ein sehr großes Temperaturge
fälle gefährden nicht die Armierungsmasse 9 und damit auch
nicht die Putzschicht 10.
Als Armierung sind Carbonfasern vorgesehen. Aber auch auch
Faser aus Polyacrylnitril oder eine Mischung aus beiden Faser
arten ist vorteilhaft.
Das Bindemittel der Armierungsmasse ist eine zementverträgli
che Polymerdispersion. Es kommen aber auch andere organische
sowie anorganische Stoffe in Frage. Vorteilhaft sind Kunst
stoffdispersionen auf Acrylat- und Styrolacrylatbasis, auf
Vinylacetatcopolymerisatbasis, Vinylacetatterpolymerisatbasis,
oder auf ähnlicher Basis, sowie Mischungen aus solchen Stof
fen. Als anorganische Bindemittel sind Wasserglas, hydrauli
sche Zemente oder dergleichen, gegebenenfalls in Mischungen
mit den vorgenannten Polymeren, vorteilhaft.
Der Armierungsmasse 9 ist ein hydrophobierender Zusatz beige
mischt. Als solche Zusätze kommen vor allem Stearate, Si
loxane, Silikonharze oder dergleichen in Frage. Vorteilhaft
ist ferner eine Beimischung zu dem Bindemittel von minerali
schen oder organischen Füllstoffen. Als mineralische Füllstof
fe kommen vor allem Quarze, Calcite, Glimmer, Talke und Bims
in Betracht, vorzugsweise in einer Korngröße bis zu ca. 6 mm
Durchmesser. Im Ausführungsbeispiel weist die Putzschicht 6
eine Korngröße zwischen 2 und 6 mm auf.
Alle Sammelleitungen 7 sind an eine mittels eines Elektromo
tors antreibbare Pumpe 11 angeschlossen, von deren Druckseite
aus im Ausführungsbeispiel Leitungen zu einem Wärmetauscher 12
im Kaltwasserzufluß für eine Brauchwassererwärmung, zu einem
Niedertemperatur-Heizsystem 13 mit Wärmepumpe, das beispiels
weise für die Erwärmung des Wassers in einem Schwimmbad vorge
sehen ist, zu einem Niedertemperatur-Flächenheizsystem 14,
beispielsweise in Form einer Fußbodenheizung, und zu einem
Umpumpsystem 15 auf der Nordseite des Gehäuses verlaufen. Die
Rückleitungen sind mit den Verteilerleitungen 6 verbunden. In
diesen Rückleitungen ist je ein Ventil 23 vorgesehen, um die
genannten Systeme 12 bis 15 je nach Bedarf einschalten und
ausschalten zu können.
Gefüllt sind die Kapillarrohre 5, die Verteilerleitungen 6,
die Sammelleitungen 7 und die Systeme 12 bis 15 mit einer
Flüssigkeit, insbesondere mit einem Gefrierschutzmittel ent
haltenden Wasser.
Wenigstens ein Temperaturfühler 16 liefert an einen Regler 17
den Wert der in der Armierungsmasse 9 herrschenden Temperatur.
Selbstverständlich können auch mehrere Temperaturfühler über
die Fassade verteilt in der Armierungsmasse 9 oder an deren
Begrenzungsfläche angeordnet sein.
Ein zweiter Temperaturfühler 18 ist im Ausführungsbeispiel im
Wärmetauscher 12 angeordnet. Zusätzliche Temperaturfühler
könnten im Niedertemperatur-Heizsystem 13 oder der Fußboden
heizung installiert sein.
Der Regler 17 vergleicht die Temperaturen im Wärmetauscher 12
und der Armierungsmasse 9 und schaltet die Pumpe 11 ein, wenn
die Temperatur in der Armierungsmasse 9 diejenige im Wärmetau
scher 12 überschreitet. Nur wenn die dadurch vom Solarenergie
absorber gelieferte Energie nicht ausreicht, um das im Wärme
tauscher 12 erwärmte Brauchwasser auf die gewünschte Tempera
tur zu bringen, wird ein im Wärmetauscher 12 vorgesehenes
Heizsystem 19, das beispielsweise von einem Heizungskessel
gespeist wird, eingeschaltet.
Die vom Solarenergieabsorber gelieferte Energie kann auch an
das Niedertemperatur-Heizsystem 13 und/oder das Niedertempera
tur-Flächenheizsystem 14 geliefert werden. Hierzu brauchen nur
die zugehörigen Ventile geöffnet zu werden.
Darüber hinaus ist es im Ausführungsbeispiel möglich, das die
Kapillarrohre 5 durchströmende Wasser durch ein Rohrsystem 20
zu pumpen, das zwischen dem Mauerwerk 21 und einer Wärmedämm
schicht 22 auf der Nordseite des Gebäudes verlegt ist. Das
Wasser kann beim Durchlaufen durch das Rohrsystem 20 gekühlt
und deshalb im abgekühlten Zustand in die Kapillarrohre 5
zurückgeführt werden, wodurch die Putzschicht 10 gekühlt
werden kann.
Das Solarenergieabsorbersystem kann auch zu Kühlzwecken ver
wendet werden. Wenn beispielsweise nachts die Temperatur des
die Kapillarrohre 5 enthaltenden Materials, also der Armie
rungsmasse 9 und/oder der Putzschicht auf einen Wert absinkt,
der tiefer liegt als die Innenraumtemperatur, kann das sich in
den Kapillarrohren 5 abkühlende Wasser durch Kühlsysteme, im
Ausführungsbeispiel also durch das Niedertemperatur-Heizsystem
13, das Niedertemperatur-Flächenheizsystem 14 und/oder das
Rohrsystem 20 gepumpt werden.
Claims (16)
1. Gebäudeaußenwand mit einer auf der Außenseite ihrer
tragenden Struktur vorgesehenen Putzschicht, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Putzschicht (10) und der
tragenden Struktur (2) ein Solarenergieabsorbersystem mit
wenigstens einer Rohrleitung (5) für den Durchfluß einer
Wärmetransportflüssigkeit angeordnet ist.
2. Wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Solarenergieabsorbersystem zwischen der Putzschicht (10)
und einem auf die Außenseite der tragenden Struktur (2)
aufgebrachte Wärmedämmschicht (4) angeordnet ist.
3. Wand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrleitung (5) auf der einen Seite einer Matte
festgelegt ist, die mit der Außenseite der tragenden
Struktur (2) oder der Wärmedämmschicht (3) verbunden ist.
4. Wand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Matte mit der auf ihr festgelegten Rohrleitung (5) als
vorgefertigtes Bauelement ausgeführt ist.
5. Wand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohrleitung (5) wenigstens zwei paral
lel geschaltete Teilstücke aufweist.
6. Wand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohrleitung (5) aus Metall oder Kunst
stoff, vorzugsweise Polypropylen, besteht.
7. Wand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Innendurchmesser der Rohrleitung (5) kleiner als 5 mm,
vorzugsweise kleiner als 2,0 mm, ist.
8. Wand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abstand zwischen unmittelbar benachbar
ten Abschnitten der Rohrleitung (5) im Bereich von 5 mm
bis 100 mm, vorzugsweise im Bereich von 10 mm bis 15 mm,
liegt.
9. Wand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohrleitung (5) zumindest teilweise in
eine Armierungsmasse (9) eingebettet ist.
10. Wand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Putzschicht (10) durch den die Rohrleitung (5) nach außen
hin abdeckenden Teil der Armierungsmasse (9) gebildet
ist.
11. Wand nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Armierungsmasse (9) mit Fasern, vorzugsweise Carbon
faser und/oder Fasern aus Polyacrylnitril, armiert ist.
12. Wand nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Armierungsmasse (9) aus einem organi
schen oder anorganischen Bindemittel oder einer Mischung
eines solchen Bindemittels besteht.
13. Wand nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Armierungsmasse mineralische und/oder
organische Füllstoffe enthält.
14. Wand nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Armierungsmasse (9) wenigstens einen
hydrophobierenden Stoff enthält.
15. Wand nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß wenigstens ein Teil des Bindemittels aus
einer zementverträglichen Polymerdispersion besteht.
16. Wand nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß in Wärmekontakt mit der Rohrleitung wenig
stens ein Temperaturfühler (16) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4423137A DE4423137C2 (de) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Gebäudeaußenwand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4423137A DE4423137C2 (de) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Gebäudeaußenwand |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4423137A1 true DE4423137A1 (de) | 1996-01-11 |
DE4423137C2 DE4423137C2 (de) | 1998-05-20 |
Family
ID=6522036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4423137A Expired - Fee Related DE4423137C2 (de) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Gebäudeaußenwand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4423137C2 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100425926C (zh) * | 2002-10-23 | 2008-10-15 | 莱茵青克有限公司及两合公司 | 多层结构式太阳热平板集热器模块 |
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DE3213865A1 (de) * | 1980-10-16 | 1983-10-27 | Heinz Prof. 6761 Gerbach Broichhausen | Waermegedaemmtes gebaeude |
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- 1994-07-01 DE DE4423137A patent/DE4423137C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4423137C2 (de) | 1998-05-20 |
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Legal Events
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