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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Dach-Lüftungseinrichtungen,
und zwar, spezieller gesagt, passive Dachboden-Lüftungseinrichtungen für Ziegeldächer.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Energieeffizienz
ist ein ernsthafter Gesichtspunkt bei neuem Hausdesign. Neue Häuser erfordern
Möglichkeiten,
die Energieanforderungen zum Aufrechterhalten komfortabler Lebensräume zu minimieren.
Einer der vorherrschenden Energieverluste eines Hauses beruht auf
der Wärmeübertragung durch
den Dachboden hindurch. Bei warmen Klimabedingungen baut sich im
Dachboden Hitze auf, und zwar aus der Solarenergie, die auf das
Dach einfällt. Bei
kalten Klimabedingungen baut sich im Dachboden Feuchtigkeit auf,
die der Isolierung einen hohen Anteil ihres R-Wertes raubt. Frühere Bestrebungen, die
Effekte des Hitze- und/oder
Feuchtigkeitsaufbaus zu minimieren, richteten sich auf die Isolierung
zwischen dem Lebensraum und dem Dachboden. Es wurden Giebelentlüftungen
und gaubenartige passive Ventilationssysteme eingebaut, um den Dachboden
zu lüften.
Im Südwesten
haben viele Häuser Wallmdächer mit
geringer Neigung, die keine Giebel aufweisen, und Gauben können die Ästhetik
eines Designs zerstören,
wenn sie falsch angeordnet oder zu zahlreich sind. Diese Systeme
haben sich daher als inadäquat
erwiesen.
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In
jüngsten
Jahren wurde eine passive Dachboden-Lüftungseinrichtung mit verdecktem
Aussehen vermarktet. Diese verdeckte Lüftungseinrichtung war schwer
herzustellen und zu installieren.
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Was
benötigt
wird, ist ein verbessertes passives Ventilationssystem, das, wenn
es in adäquater Anzahl
zum korrekten Ventilieren des Dachbodens eingesetzt wird, das Aussehen
des Gebäudedesigns nicht
beeinträchtigt
und einsetzbar ist auf vielen Dachkonfigurationen sowie in Verbindung
mit vielen Arten von Dachmaterial.
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Zusammenfassende
Darstellung der Erfindung
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird ein geneigtes Dach geschaffen, mit:
einer
Mehrzahl von auf dem Dach angeordneten Dachziegeln und einer sekundären Lüftungseinrichtung;
wobei die sekundäre
Lüftungseinrichtung
aufweist:
einen Lüftungsrahmen
mit einer oberen Kanten und einer unteren Kante, wobei der Lüftungsrahmen
aus einem einzigen, durchgehenden Materialstück gebildet ist und einen Kappenbereich
aufweist, der von einem parallelen, benachbarten Muldenbereich flankiert
wird, wobei sich der Kappenbereich und der Muldenbereich von der
oberen Kante zu der unteren Kante erstrecken, wobei der Kappenbereich
eine oder mehrere Rahmen-Lüftungsöffnungen
enthält, die
in Lüftungsverbindung
mit einer sich durch das Dach erstreckenden Lüftungsöffnung einer primären Lüftungseinrichtung
stehen, und
eine Lüftungskappe,
die wenigstens den Kappenbereich abdeckt und dazwischen einen Lüftungszugang bildet;
dadurch
gekennzeichnet, daß
die
Lüftungskappe
derart angeordnet ist, daß Luft von
der Rahmen-Lüftungsöffnung über die
untere Kante des Lüftungsrahmens
nach außen
geleitet werden kann.
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Die
Vorteile dieser Erfindung ergeben sich ferner aus der folgenden
detaillierten Beschreibung und den beigefügten Figuren. In den Figuren
und in der Beschreibung bezeichnen Bezugsziffern die verschiedenen
Merkmale, wobei sowohl in den Zeichnungen als auch in der Beschreibung
gleiche Bezugsziffern sich auf gleiche Merkmale beziehen.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines sekundären Lüftungsrahmens mit Kappen nach
der vorliegenden Erfindung, installiert auf einem Abschnitt eines
Dachs.
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2 ist
eine Draufsicht auf einen sekundären
Lüftungsrahmen
mit Kappen nach der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Unteransicht des sekundären Lüftungsrahmens
mit Kappen nach 2.
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4 ist
eine Querschnittsansicht des sekundären Lüftungsrahmens mit Kappen nach 2, geschnitten
entlang der Linie 4-4.
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5 ist
eine Querschnittsansicht des sekundären Lüftungsrahmens mit Kappen nach 2, geschnitten
entlang der Linie 5-5.
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6 ist
eine Querschnittsansicht des sekundären Lüftungsrahmens mit Kappen nach 2, geschnitten
entlang der Linie 6-6.
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7 ist
eine von unten gesehene perspektivische Ansicht der vorderen Kappenecke
eines sekundären
Lüftungsrahmens
mit Kappe nach der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht der Montagestelle für eine primäre Lüftungseinrichtung, wobei die
auf dem Dach markierte Öffnung
gezeigt ist.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht einer Montagestelle für eine primäre Lüftungseinrichtung, wobei
die in das Dach eingeschnittene Öffnung
gezeigt ist.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht einer Montagestelle für eine primäre Lüftungseinrichtung, wobei
die für
die Installation vorbereitete primäre Lüftungseinrichtung gezeigt ist.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht einer installierten primären Lüftungseinrichtung,
wobei das Verhältnis
zu einer sekundären
Lüftungseinrichtung nach
der Erfindung dargestellt ist.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
einen Abschnitt eines geneigten Daches 11 nahe eines Dachvorsprungs 60,
und zwar einschließlich
einer Dach-Lüftungseinrichtung 10 nach
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das geneigte Dach 11 ist im
wesentlichen zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von Feld-Dachziegeln 21,
die umgeben sind von Rand-Dachziegeln 13, Rand-Kappen 15 und
(nicht dargestellten) First-Kappen. Die Dach-Lüftungseinrichtung 10 besteht
aus zwei Teilen, nämlich
einer primären
Lüftungseinrichtung 40 (gezeigt
in 11) und einer sekundären Lüftungseinrichtung 12.
Die Dach-Lüftungseinrichtung 10 kann
aus beliebigem geeigneten Metall ausgebildet sein, wie etwa aus Aluminium,
Stahl oder Kupfer. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Dach-Lüftungseinrichtung 10 aus
26er galvanisiertem Stahl ausgebildet.
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Gemäß 2 umfaßt die sekundäre Lüftungseinrichtung 12 eine
oder mehrere Kappen 14, die an einem unteren Teil oder
Rahmen 16 angeordnet sind. Die sekundäre Lüftungseinrichtung 12 dient als
Ersatz für
einen oder mehrere Feld-Dachziegel 21 auf dem geneigten
Dach 11. Unterschiedliche Dachziegeltypen und ähnliche
aussehende Dachziegel von verschiedenen Herstellern weisen verschiedene physische
Dimensionen auf und können
eine einzigartige Rahmenkonfiguration erfordern, um eine präzise Passung
zwischen den Dachziegeln und dem Rahmen 16 zu erzielen.
Eine spezielle Passung kann erforderlich sein zwischen einer oberen
Kante 42 und einem oberen Dachziegel 21U, einem
Muldenflansch 24 und einer Mulde 25, einer unteren
Kante 45 und einem unteren Dachziegel 13D sowie
zwischen einem Kappenflansch 22 und einer Kappe 23.
Der Rahmen 16 kann so ausgebildet sein, daß er auf
die Konturen und die Kantenkonfiguration der verwendeten Feld-Dachziegel 21 paßt. Der
Rahmen 14 kann in beliebiger konventioneller Weise geformt
werden. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird der Rahmen 16 aus einem einzigen Materialstück ausge stanzt,
um präzise
auf die Feld-Dachziegel 21 zu passen, für die er vorgesehen ist. Der
Rahmen 16 umfaßt
eine oder mehrere Muldenbereiche 18 sowie einen Kappenbereich 20 neben
jedem Muldenbereich 18. Gesehen von oben, sind die Muldenbereiche 18 konkav
und die Kappenbereiche 20 konvex. Die Muldenbereiche 18 fluchten mit
einzelnen Mulden-Dachziegeln oder mit entsprechenden Muldenbereichen
der Feld-Dachziegel, wie etwa mit Muldenbereichen 17 nach 1.
Die Kappenbereiche 20 fluchten mit einzelnen Kappen-Dachziegeln
oder mit entsprechenden Kappenbereichen der Feld-Dachziegel 21,
wie etwa mit Kappenbereichen 19 nach 1.
Die sekundäre
Lüftungseinrichtung 12 ist
im montierten Zustand mit ihrer Neigungsachse 31 parallel
zur Neigung des geneigten Dachs 11 ausgerichtet.
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Der
Kappenflansch 22 ist so konfiguriert, daß er unter
die Kappe eines benachbarten Feld-Dachziegels paßt, wie etwa unter die Kappe 23 nach 1.
Der Kappenflansch 22 kann eine oder mehrere Sicken aufweisen,
wie etwa eine Sicke 30, um präzise auf einen benachbarten
Feld-Dachziegel zu passen. Der Kappenflansch 22 kann ferner
eine oder mehrere Schrägen
aufweisen, wie etwa eine Schräge 22,
um einen störenden
Eingriff in einen benachbarten Feld-Dachziegel zu minimieren. Der
Muldenflansch 24 ist so konfiguriert, daß er auf
die Mulde eines benachbarten Feld-Dachziegels paßt, wie etwa auf die Mulde 25 gemäß 1.
Der Muldenflansch 24 kann eine oder mehrere Sicken aufweisen,
wie etwa eine Sicke 28, um präzise auf einen benachbarten
Feld-Dachziegel zu passen. Eine Mehrzahl von Rippen 26, 26A und 26B sind
in den Rahmen 16 eingestanzt, um die Steifigkeit zu erhöhen. Bei
einer derzeit bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Rippen 26, 26A und 26B parallel
zur Oberkante 42 ausgerichtet. In jedem Muldenbereich 18 dient
ein Loch 34 dazu, ein konventionelles Befestigungselement,
wie etwa einen Nagel oder eine Schraube aufzunehmen, um die sekundäre Lüftungseinrichtung 12 an
einem Dach, etwa an dem geneigten Dach 11 zu befestigen.
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3 zeigt
die Unterseite des Rahmens 16 mehr im Detail. Der Rahmen 16 weist
in jedem Kappenbereich 20 eine Lüftungsöffnung 36 auf. Installiert oberhalb
der primären
Lüf tungseinrichtung 40,
wie in 11 gezeigt, stehen die Lüftungsöffnungen 36 in Ventilationsverbindung
mit Lüftungsöffnungen 46. Eine
Schildkröte 38 ist
an jedem Muldenbereich 18 nahe der Kante 40 angeordnet.
Die Schildkröte 38 bildet
einen Abstandshalter, der die Dickdifferenz zwischen den Feld-Dachziegeln 21 und
dem Rahmen 16 kompensiert. Die Schildkröte 38 kann in beliebiger
konventioneller Weise ausgebildet und befestigt sein, um den Rahmen 16 über die
Dachlatten, wie etwa die Dachlatte 70 (11)
anzuheben. Dickenkompensationsfinger 43 sind entlang der
Unterkante 45 des Kappenbereichs 20 ausgebildet.
Die Dickenkompensationsfinger 43 kompensieren die Dickendifferenz
zwischen den Feld-Dachziegeln 21 und dem Rahmen 16,
um eine Dichtung gegenüber dem
oberen Ende eines unteren Feld-Dachziegels, etwa des unteren Dachziegels 13D,
zu schaffen. Windclips 44 sind am Rahme 16 befestigt,
um die sekundäre
Lüftungseinrichtung 12 an
den Dachziegeln 45 der unteren Reihe gemäß 11 zu
befestigen.
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In
den 4 und 5 sind die Rippen 26, 26A, 26B, 50 sowie
die Schildkröte 38 im
Profil zu sehen. Die Rippen 26 sind nach oben konkav dargestellt,
jedoch können
sich auch andere Konfigurationen eignen. Die Rippe 26B ist
nach oben konvex dargestellt, jedoch können sich auch andere Konfigurationen
eignen. Die Rippe 26A muß nach oben konkav ausgerichtet
sein, um einen störenden
Eingriff mit der Kappe 14 an der Schulter 48 zu
minimieren. Die Rippen 50 sind nach unten konkav gezeigt,
jedoch können
sich auch andere Konfigurationen eignen. Beine 52 sind
am Rahmen 16 und an den Kappen 14 befestigt, um
die Kappen 14 zu tragen und einen Ventilationszugang 54 zwischen
dem Rahmen 16 und den Kappen 14 aufrecht zu erhalten.
Die Beine 52 können in
beliebiger konventioneller Weise befestigt sein.
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Die
Kappen 14 schirmen die Lüftungsöffnungen 36 gegen
das Wetter ab und sind in beliebiger konventioneller Weise am Kappenbereich 20 befestigt.
Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
eine Kappe 14 mit der Schulter 48 und den Beinen 52 punktverschweißt. Die
Kappen 14 umfassen seitliche Ränder 27, einen vorderen
Rand 29 sowie die Rippen 50. Bei einer derzeit
bevorzugten Ausführungsform
der vorlie genden Erfindung erstrecken sich die Rippen 50 parallel
zum vorderen Rand 29 von einem seitlichen Rand 27 zum
anderen. Die seitlichen Ränder 27 und
der vorderer Rand 29 sind vorgesehen, um die Wirksamkeit
der Wetterabschirmung der Kappe 14 zu verbessern, ohne
die Ventilationswirksamkeit zu beeinträchtigen. Die Rippen 50 sind
aus Gründen
der Steifigkeit in die Kappen 14 eingestanzt. Vorder- und
Seitenränder 29 und 27 können in
beliebiger gebräuchlicher
Weise ausgebildet werden, beispielsweise durch Einschneiden und
Umbiegen. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sind die vorderen und seitlichen Ränder 29 und 27 durch Stanzen
ausgebildet, um die Steifigkeit der Kappen 14 zu steigern,
und die Kappen 14 sind in einer Standardgröße hergestellt.
Eine Kappe 14 von Standardgröße kann auf viele unterschiedliche
Rahmen passen, wodurch die Herstellungs- und Lagerhaltungsvielfalt
minimiert wird.
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6 zeigt
das einheitliche Verhältnis
zwischen dem Rahmen 16 und den Kappen 14. Die
Lüftungseinrichtung 10 dient
zwei Zwecken, nämlich dem
Ventilieren eines Dachbodens 64 und dem Schützen des
Dachbodens 64 gegen Wetter und Schädlinge. Die Lüftungsöffnung 36,
die Lüftungsöffnung 46 und
eine Dachbodenöffnung 58 wirken
zusammen, um Dachbodenluft 62 aus dem Dachboden 64 abzuleiten.
Die Kappen 14 sind als Schilde über der Lüftungsöffnung 36 am Rahmen 16 befestigt,
um Wettereinflüsse
und Schädlinge
daran zu hindern, direkt in den Dachboden 64 einzufallen.
Die Kappen 14 verhindern ferner eine direkte Sonneneinstrahlung
in den Dachboden 64. Die Lüftungsöffnungen 36 sind von
einem Sieb 37 abgedeckt, um Schädlinge, die größer als
die Sieböffnungen
sind, am Eintritt in einen Raum 66 zu hindern. Leitelemente 55 schirmen
die Lüftungsöffnungen 36 gegen
windgetriebene Feuchtigkeit und Partikel ab und erstrecken sich
entlang von Kanten R und L. Die Leitelemente 55 weisen
eine Höhe
H auf, und sie sind gegenüber
der Lüftungsöffnung 36 um
einen Winkel A zwischen 0° und
90° aufgefaltet.
Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beträgt
H 0,64cm (.25'') und der Winkel
A 50°. Die
Kappe 14 weist die seitlichen Ränder 27 und den vorderen
Rand 29 (gezeigt in 7) auf,
um die Lüftungsöffnung 36 weiterhin
gegen den Eintritt von Fremdstoffen abzuschirmen. Die seitlichen
Ränder 27 und
der vorderer Rand 29 erstrecken sich von der Kappe 14 aus
bis unter die Lüftungsöffnung 36.
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Dachbodenluft 62,
die durch eine passive Lüftungseinrichtung,
wie etwa die Lüftungseinrichtung 10 strömt, folgt
demselben Weg, unabhängig davon,
ob sie von der Außenseite 65 in
den Dachboden 64 oder aus dem Dachboden 64 heraus
zur Außenseite 65 strömt; lediglich
die Strömungsrichtung ändert sich.
Aus Gründen
der Einfachheit wird im folgenden die aus dem Dachboden 64 zur
Außenseite 65 strömende Dachbodenluft 62 beschrieben,
allerdings unter der Voraussetzung, daß die vorliegende Erfindung
gleichermaßen
gut beim Leiten der Luft in beiden Richtungen funktioniert. Die
durch die Lüftungseinrichtung 10 wandernde
Luft muß einer
Richtungsänderung
unterliegen, die dazu beiträgt, Fremdstoffe
am Eintritt in den Dachboden 64 zu hindern. Nach der Installation
bildet die Lüftungsöffnung 46 der
primären
Lüftungseinrichtung 40 einen
durch Konvektion angetriebenen Lüftungskanal
durch eine Dachschale 56. Die primäre Lüftungseinrichtung 40 leitet
die Luft nach oben aus dem Dachboden 64 heraus durch die
Dachbodenöffnung 58 und
die Lüftungsöffnung 46 in
den Raum 66. Die Konvektion fährt fort, die Dachbodenluft 62 nach
oben durch die Lüftungsöffnung 36 in
den Ventilationszugang 64 zu treiben. Die Dachbodenluft 62 im
Ventilationszugang 54 wird sodann über die Leitelemente 55 geleitet. Einmal
oberhalb der Leitelemente 55, läßt die Form der Lüftungskappen 14 und
der Ränder 27 und 29 die Dachbodenluft 62 die
Richtung ändern
und läßt sie nach
unten über
die seitlichen Ränder 27 und
den vorderen Rand 29 hinaus zur Außenseite 65 wandern.
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7 zeigt
mehr im Detail die Dickenkompensationsfinger 43 und den
Windclip 44. Die Dickenkompensationsfinger 43 können durch
beliebige konventionelle Mittel ausgebildet werden; bei einer derzeit
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Dickenkompensationsfinger 43 in
die untere Kante 45 des Kappenbereichs 20 eingeschnitten
und umgefaltet.
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Die
Dickenkompensationsfinger 43 werden aufgrund des Dickenunterschiedes
zwischen dem Rahme 16 und den benachbarten Feld-Dachziegeln 21 benötigt, um
eine Schädlingsabdichtung
gegenüber
dem oberen Ende des unteren Feld-Dachziegels 21 zu schaffen,
wenn der Muldenflansch 25 auf die Mulde eines benachbarten
Feld-Dachziegels, wie etwa auf die Mulde 25 nach 1 aufgepaßt ist.
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Die 8 bis 11 zeigen
die Installationsschritte für
die Dach-Lüftungseinrichtung 10.
Gemäß 8 wird
eine Stelle 57 auf der Dachschale 56 ausgewählt, um
die Dach-Lüftungseinrichtung 10 zu
installieren. Die Stelle 57 wird markiert, um abzugrenzen,
wo die Dachbodenöffnung 58 ausgeschnitten werden
soll. Gemäß 9 wird
eine Säge 59 verwendet,
um die Dachbodenöffnung 58 aus
der Dachschale 56 auszuschneiden. Gemäß 10 wird
ein Dichtmittel 61 auf eine Unterseite 41 der
primären Lüftungseinrichtung 40 aufgetragen.
Die primäre
Lüftungseinrichtung 40 wird
installiert mit der Unterseite 41 in Kontakt mit der Dachschale 56 sowie
mit der Lüftungsöffnung 46 in
Ventilationsverbindung mit der Dachbodenöffnung 58. wie in 11 gezeigt,
wird sodann die sekundäre
Lüftungseinrichtung 12 über der
primären
Lüftungseinrichtung 40 installiert,
wobei die Lüftungsöffnung 36 in
Ventilationsverbindung mit der Lüftungsöffnung 46 steht.
Die Lüftungsöffnung 46 kann
mit einem Sieb 46S versehen sein, um einen zusätzlichen
Schutz gegen das Eintreten von Ungeziefer oder Schutt durch die
Dachbodenöffnung 58 zu schaffen.
(Nicht dargestellte) Befestigungselemente werden durch die Öffnung 34 hindurch
in der Dachlatte 70 verankert, um die sekundäre Lüftungseinrichtung 12 zu
sichern.
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Für eine wirksame
Dachbodenventilation sollten die Dach-Lüftungseinrichtungen 10 paarweise verwendet
werden. Ein Paar von Dach-Lüftungseinrichtungen 10 wird
auf einem Dach parallel zu den Sparren angeordnet, und zwar mit
einer ersten Dach-Lüftungseinrichtung 10 nahe
dem Dachfirst (nicht dargestellt) und eine zweite Dach-Lüftungseinrichtung 10 nahe
dem Dachvorsprung 60. Diese Konfiguration begünstigt die
passive Luftkonvektion durch den Dachboden oder den Sparrenraum,
da warme Luft durch die erste Dach-Lüftungseinrichtung 10 aufsteigt
und kühlere
Luft durch die zweite Dach-Lüftungseinrichtung 10 in
den Dachboden oder den Sparrenraum eingezogen wird.