DE9109213U1

DE9109213U1 - Plattenelement

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Publication number: DE9109213U1
Application number: DE9109213U
Authority: DE
Original assignee: BOSSERT GERDI 7730 VILLINGEN-SCHWENNINGEN DE
Current assignee: BOSSERT GERDI 7730 VILLINGEN-SCHWENNINGEN DE
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1991-07-25
Publication date: 1992-11-19
Anticipated expiration: 2001-07-26

Description

PLATTENELEMENT

Die Erfindung betrifft ein Plattenelement zur Ausfachung von Zwischenräumen zwischen Skelettstreben eines Gebäudes mit zumindest teilweise in Skelettbauweise zu errichtenden Wänden oder Dachflächen.

Es ist bekannt, insbesondere Industriebauten in Fachwerkoder Skelettbauweise zu errichten und die zwischen benachbarten Stützpfeilern der Wände oder zwischen benachbarten Dachsparren sich ergebenden Flächen durch Plattenelemente auszufachen. Bei den bisherigen Konstruktionen bestehen die Plattenelemente beispielsweise aus Gasbeton oder aus Holzelementen in Sandwichbauweise. Soweit für die Gebäudeheizung oder für Warmwasseranlagen Speicherbehälter vorgesehen sind, wurden diese stets im Inneren des Gebäudes aufgestellt, wo sie vergleichsweise viel Platz beanspruchten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg zu zeigen, wie

«. 9 —

bei zumindest teilweise in Skelettbauweise errichteten Gebäuden der Platzbedarf für Flüssigkeitsbehälter der Hausinstallation verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest eines der Plattenelemente als flacher Flüssigkeitsbehälter ausgebildet ist. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den zwischen den Skelettstreben verfügbaren Platz zur Unterbringung flacher Flüssigkeitsbehälter auszunutzen. Die Flüssigkeitsbehälter sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie zugleich die Wandfunktion mit übernehmen, also den Zwischenraum zwischen den Skelettstreben über die gesamte Abstandsbreite vollständig ausfüllen. Die Wand oder das Dach kann selbstverständlich zusätzlich mit einer Isolierung und einer die Wand- oder Dachhaut bildenden Belegung oder Abdeckung versehen sein.

Je nach der Flächengröße der auszufachenden Felder können auch mehrere Flüssigkeitsbehälter im wesentlichen unmittelbar einander benachbart zwischen benachbarten Skelettstreben angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, daß in einer Art Modulbauweise Flüssigkeitsbehälter gleicher oder unterschiedlicher Flachseitengröße in gemeinsamen Ausfachungsebenen angeordnet werden können.

Die Flüssigkeitsbehälter können unterschiedlichen Zwecken dienen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest eines der Plattenelemente als flacher Brauchwasserbehälter ausgebildet. Der Brauchwasserbehälter kann beispielsweise an eine Dachentwässerungsanlage des Gebäudes angeschlossen sein, um so Regenwasser für Brauchwasserzwecke, beispielsweise für die Toilettenspülung, zu sammeln. Zweckmäßigerweise sind mehrere dieser Brauchwasserbehälter zu einem gemeinsamen Brauchwasserspeicher verbunden.

In anderen bevorzugten Nutzungsart bildet zumindest eines der Plattenelemente ein Wärmespeicherelement insbesondere einer Warmwassererzeugungsanlage oder einer Heizungsanlage des Gebäudes. Auf diese Weise läßt sich der Warmwasserboiler oder dergleichen der Warmwassererzeugungsanlage in den Wand- oder Dachaufbau des Gebäudes platzsparend integrieren. Entsprechendes gilt für die Nutzung des Wärmespeicherelements als Wärmepuffer der Heizungsanlage des Gebäudes. Da zwischen den Skelettstreben vergleichsweise viel Platz vorhanden ist, lassen sich auch großvolumige Wärmespeicher bereitstellen. Selbst auf vergleichsweise niedrigem Temperaturniveau lassen sich so große Wärmemengen speichern, was insbesondere bei Wärmepumpenheizungsanlagen von Vorteil ist.

Das vergleichsweise große erreichbare Volumen der Wärmespeicherelemente ist insbesondere auch für die Wärmespeicherung von Solarwärme geeignet, wofür der Flüssigkeitsbehälter in Wärmeübertragungsverbindung mit wenigstens einem Solarwärmekollektor steht. Die Wärmeübertragungsverbindung kann eine Flüssigkeitskreislaufverbindung sein, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Wärmepumpe. In einer bevorzugten Ausgestaltung, bei welcher der Flüssigkeitsbehälter Bestandteil des Dachs ist, steht er in unmittelbarem flächigen Wärmekontakt mit dem Solarwärmekollektor. Der Solarwärmekollektor bildet mit anderen Worten die Dachaußenfläche des zwischen den Dachsparren angeordneten Flüssigkeitsbehälters.

Je nach dem Anwendungszweck kann der Flüssigkeitsbehälter auf einer seiner beiden Flachseiten oder auf beiden Flachseiten mit einer thermischen Isolierung versehen sein. Wird der Flüssigkeitsbehälter als Wärmespeicher oder Boiler für die Warmwassererzeugung ausgenutzt, so ist er zweckmäßigerweise auf beiden Flachseiten isoliert.

Bei der Verwendung als Pufferspeicher einer Heizungsanlage des Gebäudes läßt sich der Flüssigkeitsbehälter zugleich als Heizungskonvektor oder Radiator mit ausnutzen. Der Flüssigkeitsbehälter ist hierzu zweckmäßigerweise auf seiner Gebäudeinnenseite mit einer Wärmetauschflache, beispielsweise in Form einer Vielzahl von Rippen, versehen und auf seiner gebäudeäußeren Seite mit einer thermischen Isolierung. Die Wärmetauschfläche kann auf der Gebäudeinnenseite unter Bildung eines Belüftungskanals abgedeckt sein, so daß die Wärmeabgabe beispielsweise durch einen elektrisch steuerbaren Lüfter oder dergleichen, gegebenenfalls auch durch eine Klappe, mechanisch gesteuert werden kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht der Flüssigkeitsbehälter aus Kunststoff, so daß er mit geringem Kostenaufwand in Serie hergestellt werden kann.

Die Wärmespeicherkapazität des als Wärmespeicherelement, beispielsweise als Wärmepuffer der Gebäudeheizungsanlage benutzten Flüssigkeitsbehälters, wird durch die in dem Behälter sich befindende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, bestimmt. Um die bei gegebenem Volumen in dem Wärmespeicherelement speicherbare Wärmemenge zu erhöhen, oder die Wärmeaufnahme- oder Wärmeabgabeeigenschaften des Speichers zu verbessern, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn in dem Flüssigkeitsbehälter wenigstens ein in Wärmetauschkontakt mit der Flüssigkeit stehender Wärmespeicherkörper aus festem, insbesondere mineralischem Material angeordnet ist. Wärmespeicherkörper dieser Art lassen sich auch bei Flüssigkeitsbehältern anderer Art, beispielsweise bei herkömmlichen Pufferspeichertanks, mit Vorteil einsetzen, wenngleich die Form eines Plattenelements und insbesondere eines zur Ausfachung von Wand- oder Dachfeldern eines Gebäudes in Skelettbauweise auszu-

&Igr; nutzenden Plattenelements bevorzugt ist. Der Idee fester Wärmespeicherkörper in einem als Wärmespeicherelement ausgenutzten Flüssigkeitsbehälter kommt deshalb selbständige erfinderische Bedeutung zu.

Bei dem Wärmespeicherkörper kann es sich um eine die Wandfläche des Flüssigkeitsbehälters zumindest teilweise auskleidenden Körper handeln. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedoch in dem Flüssigkeitsbehälter eine Vielzahl im Abstand voneinander angeordneter Wärmespeicherköper angeordnet, um so die Wärmetauschflächen zwischen Flüssigkeit und Wärmespeicherkörper zu vergrößern. Soweit der Flüssigkeitsbehälter als flacher, im wesentlichen plattenförmiger Behälter ausgebildet ist, erstrecken sich die Wärmespeicherkörper vorzugsweise im Abstand nebeneinander zwischen den Flachseitenwänden des Behälters. Bei den Wärmespeicherkörpern kann es sich beispielsweise um zueinander parallele Zylinder handeln. Als Material für die Wärmespeicherkörper wird zweckmäßigerweise gebrannter Ton, Schamotte oder Keramik eingesetzt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine schematische teilweise Perspektivdarstellung

eines in Skelettbauweise unter Verwendung erfindungsgemäßer Plattenelemente errichteten Gebäudes;
Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene, perspektivische Darstellung eines als Wärmespeicherelement einer

Warmwassererzeugungsanlage des Gebäudes verwendbaren Plattenelements;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch ein als Wärmespeicherelement einer Heizungsanlage des Gebäudes ausgenutztes Plattenelement;

. Fig. 4 eine Schnittansicht durch ein zu einer Einheit mit einem Solarwärmekollektor verbundenes, als Wärmespeicherelement ausgenutztes Plattenelement und

c Fig. 5 eine Variante eines als Wärmespeicherelement ausgenutzten Plattenelements.

Fig. 1 zeigt ein in Skelettbauweise errichtetes Gebäude, bei welchem ein Skelett aus vertikalen, zueinander paral-, _n lelen Stützen 1 den Verlauf zumindest einer Wand 3 festlegt, während zueinander parallele Sparren 5 die Ebene eines Dachs 7 bestimmen. Die Stützen 1 bzw. die Sparren 5 begrenzen zwischen sich jeweils Öffnungen, die durch allgemein mit 9 bezeichnete Plattenelemente zu einer p. geschlossenen Wand- bzw. Dachfläche ausgefacht sind.

Zumindest ein Teil der Plattenelemente ist als flacher Flüssigkeitsbehälter ausgebildet, der den zwischen den Stützen 1 bzw. den Sparren 5 vorhandenen Platz über die _on Breite des Zwischenabstands im wesentlichen vollständig ausnutzt. Wie Fig. 1 zeigt, sind in Längsrichtung der Stützen 1 bzw. Sparren 5 jeweils mehrere derartiger Flüssigkeitsbehälter 9 unmittelbar benachbart angeordnet.

₂,- Die Flüssigkeitsbehälter 9 dienen unterschiedlichen Anwendungen. Eine erste Anwendungsvariante besteht in der Speicherung von Brauchwasser, beispielsweise für die Toilettenspülung. Zur Gewinnung des Brauchswassers ist eine Dachentwässerungsanlage 11 (Regenrinne) mit mehreren

&ldquor;_ untereinander verbundenen Flüssigkeitsbehältern 9¹ verbunden, in welchen das Brauchwasser gespeichert werden kann. Weitere Flüssigkeitsbehälter 9" bilden in einer zweiten Anwendungsvariante Wärmespeicherelemente bzw. Speicherbehälter einer Warmwassererzeugungsanlage. In

&ogr;,- einer dritten Anwendungsvariante bilden Wärmespeicherele-

mente 9"' Wärmepufferspeicher für eine Heizungsanlage 13 des Gebäudes. Die vorstehend erwähnten Anwendungsvarianten der Flüssigkeitsbehälter sind in Fig. 1 als Bestandteil der Wand 3 dargestellt. Es versteht sich, daß auch Flüssigkeitsbehälter des Dachs 7 insbesondere für die Wärmespeicherelemente der Warmwassererzeugungsanlage und der Heizungsanlage eingesetzt werden können. Die vergleichsweise großen, für die Flüssigkeitsbehälter 9 zur Verfugung stehenden Flächen erlauben es, ohne Verringerung des im Inneren des Gebäudes zur Verfügung stehenden Platzes vergleichsweise große Speichervolumina unterzubringen. Dies ist insbesondere für die Anwendungsvariante als Wärmepufferspeicher der Gebäudeheizung 13 von Vorteil, die damit bevorzugt als Niedertemperaturheizungsanlage speziell für eine Fußbodenheizung 15 bemessen sein kann. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Heizungsanlage 13 um eine Wärmepumpenanlage, bei welcher ein Teil der Plattenelemente des Dachs 7 mit Solarwärmekollektoren versehen ist.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten eines Wärmespeicherelements 9" der Warmwasserversorgungsanlage. In dem als flacher Rechteckquader ausgebildeten Flüssigkeitsbehälter ist ein bei 17 angedeuteter Wärmetauscher der Heizungsanlage 13 bzw. eines der auf dem Dach 7 angeordneten Solarwärmekollektoren enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann eine elektrische Heizeinrichtung 19 für die Erwärmung des Wassers vorgesehen sein. 21 bezeichnet den Kaltwasserzulauf, 23 den Warmwasserablauf des Flüssigkeitsbehälters.

Es versteht sich, daß nicht jeder der den Warmwasserspeicher der Warmwassererzeugungsanlage bildenden Flüssigkeitsbehälter mit einer eigenen Heizeinrichtung versehen sein muß. Der Flüssigkeitsbehälter ist mit einer Isolierung 2 4 umgeben.

-&dgr;-Fig. 3 zeigt einen als Wärmepufferspeicher ausgenutzten Flüssigkeitsbehälter 9"', der mit der Heizungsanlage 13 des Gebäudes verbunden ist. Der Flüssigkeitsbehälter 9"¹ ist auf seiner zur Gebäudeaußenseite weisenden Flachseite mit einer thermischen Isolierschicht 25 versehen und trägt auf seiner ins Gebäudeinneren weisenden Flachseite Radiatorrippen 27. Die Radiatorrippen 27 erlauben es, den Flüssigkeitsbehälter 9'" zugleich als Heizkörper oder Radiator der Gebäudeheizung mit auszunutzen. Gegebenenfalls kann auf der Gebäudeinnenseite eine Abdeckung 29 vor dem Flüssigkeitsbehälter 9"¹ angeordnet sein, um durch eine mechanische Klappe oder eine elektrische Zwangslüftung des dadurch zwischen der Abdeckung 29 und dem Behälter entstehenden Kanals 30 die Temperaturabgabe an den Innenraum des Gebäudes steuern zu können. Es versteht sich, daß die Radiatorrippen 27 entfallen können, wenn die Heizkörperfunktion nicht benötigt wird. Statt dessen kann auch auf der Gebäudeinnenseite die Flachseite mit einer thermischen Isolierung, ähnlich der Isolierschicht 25, versehen sein.

Fig. 4 zeigt eine Variante eines als Wärmespeicherelement für die Warmwassererzeugungsanlage oder die Heizungsanlage entsprechend dem Behälter 9" bzw. 9"¹ ausnutzbaren Flüssigkeitsbehälters, wie er insbesondere zur Ausfachung der Sparren 5 des Dachs 7 eingesetzt werden kann. Fig. zeigt einen Flüssigkeitsbehälter 9"" in Form eines flachen Plattenelements, das auf seiner nach außen weisenden Flachseite 31 eine Vielzahl Wärmetauschrippen 33 trägt, die in einen durch eine Glasscheibe 35 abgedeckten Kollektorkasten 37 eines Solarkollektors hineinreichen. Der Flüssigkeitsbehälter 9 bildet damit eine Baueinheit mit einem in direktem Wärmetauschkontakt mit ihm stehenden, unmittelbar anschließenden Solarkollektor. Die Baueinheit ist, wie Fig. 1 zeigt, in die Dachfläche zwischen benach-

barte Sparren 5 eingebaut und über Leitungen 39 mit der Heizungsanlage 13 verbunden. Es versteht sich, daß anstelle der Ausnutzung als Pufferspeicher der Heizungsanlage auch das Wärmespeicherelement der Warmwassererzeugungsanlage zu einer Einheit mit einem direkt daran anschließenden Solarkollektor verbunden werden kann. Der Wärmetauscher 17 aus Fig. 2 und/oder die elektrische Heizeinrichtung 19 kann gegebenenfalls entfallen.

Es versteht sich, daß sowohl die Dachfläche als auch die Wandflächen mit einer zusätzlichen Außenhautisolierung und Außenhautverkleidung versehen sein können, soweit dies eventuelle Solarwärmekollektoren nicht behindert.

Die Flüssigkeitsbehälter bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, können aber auch aus Metall hergestellt sein.

Fig. 5 zeigt eine Variante eines als Wärmepufferspeicher der Heizungsanlage 13 des Gebäudes einsetzbaren Flüssigkeitsbehälters 41. Der Flüssigkeitsbehälter 41 hat die Form eines flachen Rechteckquaders und umfaßt einen Zulauf 43 sowie einen Ablauf 45 für wärmeträgerflüssigkeit. Die Wärmeträgerflüssigkeit kann unmittelbar in den Flüssigkeitsbehälter 41 geleitet sein oder indirekt über einen in dem Behälter 41 angeordneten Wärmetauscher in Wärmetauschkontakt mit einer Flüssigkeitsfüllung des Behälters 41 stehen.

Zur Erhöhung der Wärmespeicherkapazität sind in dem Behälter 41 eine Vielzahl im Abstand voneinander angeordneter Wärmespeicherkörper 47 vorgesehen, die sich zwischen den beiden Flachseiten des Behälters 41 erstrecken. Die Wärmespeicherkörper 47 bestehen aus mineralischem Material, insbesondere aus gebranntem Ton, Schamotte oder Keramik, und haben im dargestellten Ausführungsbeispiel

-&igr;&ogr;&iacgr; die Form langgestreckter Zylinder. Sie können aber auch die Form zueinander paralleler Platten oder dergleichen haben. Nicht dargestellt, jedoch vorhanden sein können zusätzliche, gegebenenfalls elektrische Heizeinrichtungen. Der Flüssigkeitsbehälter 41 läßt sich auch als

Speicherbehälter einer Warmwassererzeugungsanlage ausnutzen. Die Wärmespeicherkörper 47 verringern die zum Betrieb der Heizungsanlage bzw. der Warmwassererzeugungsanlage aufzubringende Heizleistung. 10

Claims

ANSPRUCHE

1. Plattenelement zur Ausfachung von Zwischenräumen zwischen Skelettstreben (1, 5) eines Gebäudes mit zumindest teilweise in Skelettbauweise zu errichtenden Wänden (3) oder Dachflächen (7),

dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Plattenelemente als flacher Flüssigkeitsbehälter (9; 41) ausgebildet ist.

2. Plattenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwischen zwei benachbarten Skelettstreben (1, 5) mehrere im wesentlichen unmittelbar benachbarte Flüssigkeitsbehälter (9) angeordnet sind.

3. Plattenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Plattenelemente als flacher Brauchwasserbehälter (9¹) ausgebildet isst.

4. Plattenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dieser Brauchwasserbehälter (9¹) zu einem Brauchwasserspeicher verbunden sind.

5. Plattenelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brauchwasserbehälter (9') an eine Dachentwässerungsanlage (11) des Gebäudes angeschlossen ist.

6. Plattenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Plattenelemente ein Wärmespeicherelement (9", 9"¹; 41) insbesondere einer Warmwassererzeugungsanlage oder einer Heizungsanlage des Gebäudes bildet.

7. Plattenelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (9"") in Wärmeübertragungsverbindung mit wenigstens einem Solarwärmekollektor (37) steht.

8. Plattenelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (9"") Bestandteil des Dachs (7) ist und in unmittelbarem flächigen Wärmekontakt mit dem Solarwärmekollektor (37) steht.

9. Plattenelement nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der das Wärmespeicherelement (9") bildende Flüssigkeitsbehälter einen Wasserspeicherbehälter der Warmwassererzeugungsanlage bildet und einen an eine Heizungsanlage und/oder Wärmepumpenanlage und/oder Solarkollektoranlage angeschlossenen Wärmetauscher (17) enthält und/oder mit einer elektrischen Heizeinrichtung (19) versehen ist.

10. Plattenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (9"; 9"¹) auf zumindest einer seiner Flachseiten mit einer thermischen Isolierung (24; 25) versehen ist.

11. Plattenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (9¹¹¹) an eine Heizungsanlage (13) des Gebäudes angeschlossen ist, auf seiner gebäudeinneren Seite eine Wärmetauschfläche (27) bildet.

12. Plattenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (9) aus Kunststoff besteht.

13. Als Flüssigkeitsbehälter ausgebildetes Wärmespeicherelement insbesondere in Form eines Plattenelements nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flüssigkeitsbehälter (41) wenigstens ein in Wärmetauschkontakt mit der Flüssigkeit stehender Wärmespeicherkörper (47) aus festem, insbesondere mineralischem Material angeordnet ist.

14. Wärmespeicherelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flüssigkeitsbehälter (41) eine Vielzahl im Abstand voneinander angeordnete Wärmespeicherkörper (47) angeordnet ist.

15. Wärmespeicherelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (41) als

flacher, im wesentlichen plattenförmiger Behälter ausgebildet ist und daß sich die Wärmespeicherkörper (47) im Abstand nebeneinander zwischen den Flachseitenwänden des Behälters (41) erstrecken. 20

16. Wärmespeicherelement nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeicherkörper (47) aus gebranntem Ton, Schamotte oder aus Keramik bestehen.