DE9205267U1 - Floor element - Google Patents
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Description
Soest, NiederlandeSoest, Netherlands
Die Erfindung betrifft ein ebenes Bodenelement, insbesondere für Ställe, bei dem mindestens die obere Schicht aus einem aushärtenden Material wie Polymerbeton ausgeführt ist.The invention relates to a flat floor element, in particular for stables, in which at least the upper layer is made of a hardening material such as polymer concrete.
Um unterschiedlichen klimatischen Bedingungen gerecht zu werden, kann es wünschenswert sein, Böden oder Teile von Böden derartig zu gestalten, daß die nach oben gerichteten Oberflächen auf eine gewünschte Temperatur erwärmt oder gekühlt werden können. Das trifft hauptsächlich auf Gebäude zu, die zur Haltung von Tieren eingesetzt werden. In Zuchtfarmen, beispielsweise, ist die Temperatur des Untergrundes, auf dem die Tiere stehen oder liegen, im Hinblick auf das Wohlergehen der (jungen) Tiere, das wesentlich zu ihrer Gesundheit und ihrem Wachstum beiträgt, von so großer Bedeutung wie die Einhaltung einer bestimmten gleichbleibenden Temperatur der Umgebungsluft in ihrer Unterkunft.In order to cope with different climatic conditions, it may be desirable to design floors or parts of floors in such a way that the upward-facing surfaces can be heated or cooled to a desired temperature. This applies mainly to buildings used for keeping animals. In breeding farms, for example, the temperature of the floor on which the animals stand or lie is as important to the welfare of the (young) animals, which contributes significantly to their health and growth, as maintaining a certain constant temperature of the ambient air in their accommodation.
Aus der europäischen Patentanmeldung 362100 sind Stallbodenelemente aus Polymerbeton bekannt, die einen elektrischen Leiter mit Widerstand zur Beheizung der Bodenelemente enthalten.From the European patent application 362100, stable floor elements made of polymer concrete are known which contain an electrical conductor with resistance for heating the floor elements.
US-PS 3 041 441 offenbart eine elektrisch heizbare synthetische Matte. US-PS 2 76 3 565 beschreibt einen elektrischen Metallerwärmungsapparat. Die französische Patentanmeldung 2 251 151 offenbart ein ebenfalls elektrisch betriebenes synthetisches Heizelement für verschiedene Anwendungen.US-PS 3 041 441 discloses an electrically heatable synthetic mat. US-PS 2 763 565 describes an electrical metal heating device. French patent application 2 251 151 discloses a synthetic heating element, also electrically operated, for various applications.
Es ist bekannt, daß die oben genannten Bodenkonstruktionen bei ausschließlichem Heizbetrieb eine beträchtliche Menge Energie verbrauchen, wenn für diese Aufgabe elektrische Heizelemente eingesetzt werden. Gleichzeitig werden diese Bodenkonstruktionen durch Maßnahmen zur Einhaltung der Sicherheit sowie der thermostatischen Regelung des elektrischen Stromes durch die Heizelemente relativ kompliziert und empfindlich und folglich teuer und störungsanfällig.It is known that the above-mentioned floor structures consume a considerable amount of energy when used exclusively for heating purposes, if electric heating elements are used for this purpose. At the same time, the safety measures and thermostatic control of the electric current through the heating elements make these floor structures relatively complex and delicate and, consequently, expensive and prone to failure.
Bei einer anderen bekannten Anwendung von Stallbodenelementen, wie beschrieben in der holländischen Patentanmeldung 82 00150, die aus Beton hergestellt sind, und einen geschlossenen und einen offenen, gitterähnlichen Bereich aufweisen, kann die obere Oberfläche des geschlossenen Bereichs mit Nuten versehen werden, in die, nach der Installation der Bodenelemente im Stall, Heizleitungen eingesetzt werden können. Die nachträgliche Installation der Heizleitungen, die eine darauffolgende Fertigbearbeitung der oberen Oberflächen notwendig macht, verursacht zusätzliche Kosten, und die Lebensdauer der oberen Oberflächen wird verkürzt.In another known application of stable floor elements, as described in Dutch patent application 82 00150, which are made of concrete and have a closed and an open grid-like area, the upper surface of the closed area can be provided with grooves into which, after installation of the floor elements in the stable, heating pipes can be inserted. The subsequent installation of the heating pipes, which requires subsequent finishing of the upper surfaces, causes additional costs and the lifespan of the upper surfaces is shortened.
Die französische Patentanmeldung 2 198 516 offenbart schließlich einen Gitterboden für Ställe, bei dem die Stangen des Gitters durch rohrförmige Elemente aus PVC gebildet werden. Die Enden dieser rohrförmigen Elemente werden mit Verbindungsstücken in Reihe miteinander verbunden, um ein Mittel für Kühl- oder Heizzwecke durch das Gitter leiten zu können. Ein Nachteil dieser bekannten Bodenkonstruktion ist, daß die PVC-Röhren leicht zerkratzt werden und sich Dung in den Kratzern ansammeln kann. Außerdem ist der Wirkungsgrad ziemlich gering, da der Einfluß des Mediums nach allen Seiten gerichtet ist, also 5 nach oben und nach unten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß keine geschlossene Oberfläche ausreichender GrößeFinally, French patent application 2 198 516 discloses a grid floor for stables in which the bars of the grid are formed by tubular elements made of PVC. The ends of these tubular elements are connected in series with connectors in order to be able to pass a medium for cooling or heating purposes through the grid. A disadvantage of this known floor construction is that the PVC tubes are easily scratched and manure can accumulate in the scratches. In addition, the efficiency is rather low since the influence of the medium is directed in all directions, i.e. upwards and downwards. Another disadvantage is that no closed surface of sufficient size is possible.
angeboten wird, auf dem die Tiere liegen können. Weiterhin verursachen die Abstände zwischen den rohrförmigen Stangen einen Luftaustausch zwischen den Bereichen über dem Boden und dem Bereich unter dem Boden, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrades der Temperaturregelung des Bodens und der Bereiche über dem Boden führt. Das spielt hauptsächlich dann eine Rolle, wenn Kühlung erforderlich ist. Eine weitere Auswirkung ist, daß Gase des Dungs durch den Boden in den darüberliegenden Bereich eindringen, und so große Belästigung verursachen.is provided on which the animals can lie. Furthermore, the gaps between the tubular bars cause air exchange between the areas above the floor and the area below the floor, which leads to a reduction in the efficiency of temperature regulation of the floor and the areas above the floor. This is mainly important when cooling is required. Another effect is that gases from the manure penetrate through the floor into the area above, causing great nuisance.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Bodenelements, das eine große tragende Oberfläche, z.B. für ein Tier, bietet, wobei die genannte tragende Oberfläche entsprechend individueller Bedürfnisse mittels einer relativ geringen Energiemenge gekühlt oder geheizt werden kann.The object of the invention is to provide an improved floor element which offers a large supporting surface, e.g. for an animal, wherein said supporting surface can be cooled or heated according to individual needs using a relatively small amount of energy.
Gegenstand der Erfindung ist ein ebenes Bodenelement, insbesondere für Ställe,~bes£ehe&eegr;diaus einer oberen Wand, einer Seitenwand und einer Bodenwand, wobei mindestens die obere Wand aus Polymerbeton gefertigt ist, und wobei in dem Bodenelement, in der oberen Wand und/oder nahe der Unterseite der oberen Wand eine Kanaleinrichtung für die Durchströmung mit einem Kühl- oder Heizfluid zur Beeinflussung der Temperatur der oberen Oberfläche der oberen Wand sowie Einrichtungen für Zu- und Abfluß des Fluids zu und von der Kanaleinrichtung und ein Isolierschutz zur thermischen Isolation der Außenwand und der Bodenwand von der Kanaleinrichtung vorgesehen sind.The subject of the invention is a flat floor element, in particular for stables, consisting of an upper wall, a side wall and a bottom wall, wherein at least the upper wall is made of polymer concrete, and wherein in the floor element, in the upper wall and/or near the underside of the upper wall, a channel device for the flow of a cooling or heating fluid to influence the temperature of the upper surface of the upper wall as well as devices for the inflow and outflow of the fluid to and from the channel device and an insulating protection for thermally insulating the outer wall and the bottom wall from the channel device are provided.
Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen 2-8 beschrieben und werden als solche in die Beschreibung
eingeschlossen betrachtet.
35Preferred embodiments are described in subclaims 2-8 and are considered as such included in the description.
35
Ein Boden, insbesondere ein Stallboden, der aus den Bodenelementen entsprechend der Erfindung zusammengesetzt ist, kann auf eine energiesparende Weise auf die erforderliche Temperatur gekühlt oder erwärmt werden. Besonders für Tiere wird eine Oberfläche zum Liegen bereitgestellt, deren Temperatur komfortabel ist, unabhängig davon, ob der Stall in einer Region mit kaltem Klima oder mit heißem Klima, wie der Mittlere Osten, gelegen ist.A floor, in particular a stable floor, composed of the floor elements according to the invention can be cooled or heated to the required temperature in an energy-saving manner. In particular, animals are provided with a surface for lying on which the temperature is comfortable, regardless of whether the stable is located in a region with a cold climate or a hot climate, such as the Middle East.
Da ein schneller und abwärts gerichteter Abfluß des Dungs bei einem Stallboden wünschenswert ist, stellt die Erfindung ein Bodenelement bereit, das an seiner Außenseite Verdickungen aufweist. Diese Verdickungen dienen als Abstandhalter zwischen der Umfangsoberflache und den umgebenden Stallelementen in der Weise, daß ein lokaler Spalt zum Abfluß des Dungs geformt wird und somit eine relativ große Oberfläche zum Liegen der Tiere beibehalten wird. Weitere bevorzugte Ausführungsformen werden in Ansprüchen 10 - 13 beschrieben und werden als solche in die Beschreibung eingeschlossen betrachtet.Since a rapid and downward drainage of the manure is desirable in a stable floor, the invention provides a floor element that has thickenings on its outside. These thickenings serve as a spacer between the peripheral surface and the surrounding stable elements in such a way that a local gap is formed for the drainage of the manure and thus a relatively large surface for the animals to lie on is maintained. Further preferred embodiments are described in claims 10 - 13 and are considered as such included in the description.
Einer der wesentlichen Vorteile einer Ausfuhrungsform aus Polymerbeton, insbesondere Polyesterbeton, besteht darin, daß seine Eigenschaften dem Verwendungszweck, verglichen beispielsweise mit Zementbeton, Stahl und thermoplastischen Materialien, wie Polyvinylchlorid und ähnlichen, relativ gut entsprechen. Als in dieser Beziehung besonders geeignete Eigenschaften von Polyesterbeton erscheinen sein relativ hoher Widerstand gegen Verschleiß und Veränderung unter höchster und agressiver Beanspruchung, seine hohe mechanische Festigkeit, seine extrem geringe Fähigkeit, Substanzen aufzunehmen und als Ergebnis davon, seine Unempfindlichkeit gegenüber Dung.One of the main advantages of a polymer concrete embodiment, in particular polyester concrete, is that its properties correspond relatively well to the intended use, compared, for example, with cement concrete, steel and thermoplastic materials such as polyvinyl chloride and the like. Particularly suitable properties of polyester concrete in this respect are its relatively high resistance to wear and change under the highest and most aggressive stress, its high mechanical strength, its extremely low ability to absorb substances and, as a result, its insensitivity to manure.
Weiterhin scheint Polyesterbeton verhältnismäßig gut geeignet zu sein, eine gleichmäßige Temperatur über eineFurthermore, polyester concrete seems to be relatively well suited to maintaining a uniform temperature over a
bestimmte Zeitspanne beizubehalten, was in einem höheren Wirkungsgrad resultiert.certain period of time, resulting in higher efficiency.
Seine dauerhaft glatte, perfekt geschlossene Struktur sowie seine teilweise Absorption von Feuchtigkeit, machen Polyesterbeton auch in hygienischen Belangen unter Einschluß solcher Aspekte wie unerwünschter Bakterienkulturen und der Notwendigkeit einer schnellen und effektiven Reinigung zu einem sehr geeigneten Material. Bei der Verwendung von Polyesterbeton bei Stallbodensystemen ist eine Verletzungsgefahr für Tiere beinahe ausgeschlossen.Its permanently smooth, perfectly closed structure as well as its partial absorption of moisture make polyester concrete a very suitable material in terms of hygiene, including aspects such as undesirable bacterial cultures and the need for quick and effective cleaning. When polyester concrete is used in stable floor systems, the risk of injury to animals is almost eliminated.
Im folgenden ist eine bevorzugte Form der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: 15A preferred form of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. They show: 15
Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht eines Bodenelements entsprechend der Erfindung,Fig. 1 is a partially broken away plan view of a floor element according to the invention,
Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils 2 in Fig. 1,Fig. 2 is a side view in the direction of arrow 2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils 3 in Fig. 1, undFig. 3 is a side view in the direction of arrow 3 in Fig. 1, and
Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig.Fig. 4 is a cross-section along the line IV-IV in Fig.
Fig. 1 zeigt eine Bodenplatte 1 entsprechend der Erfindung, die an ihrer Oberseite und den umgebenden Seiten durch geschlossene Wände aus Polyesterbeton, d.h. eine obere Wand 2 und Seitenwände 4 und 5, begrenzt ist.Fig. 1 shows a floor slab 1 according to the invention, which is delimited at its top and the surrounding sides by closed walls made of polyester concrete, i.e. an upper wall 2 and side walls 4 and 5.
Die obere Oberfläche der oberen Wand kann ein grob strukturiertes Muster aufweisen, um einen rutschhemmenden
Effekt zu erzielen.
35The upper surface of the upper wall may have a coarse textured pattern to provide an anti-slip effect.
35
Ein Fluid, wie beispielsweise eine Flüssigkeit, Dampf, oder Gas, kann durch einen Kanal 7 fließen, der in dem Bodenelement ausgeformt ist, und aus einer oder mehreren Schleifen 8 bestehen kann. Dieser Kanal kann an seinen Enden mit Armaturen oder Rohrstücken 9 ausgestattet sein (vgl. Fig. 2 und 3) und auch mit entsprechenden Armaturen oder Schnellkupplungen, die wahlfrei in der Bodenwand befestigt sind und für eine Verbindung zu einem Zu- oder Abflußrohr in herkömmlicher Weise verwendet werden können (nicht in den Fig. gezeigt).A fluid, such as a liquid, steam or gas, can flow through a channel 7 formed in the base element and consisting of one or more loops 8. This channel can be equipped at its ends with fittings or pipe sections 9 (see Figs. 2 and 3) and also with corresponding fittings or quick couplings optionally fixed in the base wall and can be used for connection to an inlet or outlet pipe in a conventional manner (not shown in the Figs.).
Es ist naheliegend, daß auf diese Weise mehrere Elemente mittels Kupplungsrohren miteinander verbunden werden können.It is obvious that in this way several elements can be connected to each other by means of coupling tubes.
Die Verwendung einer thermischen Isolationsschicht 10 (Fig. 1 und 4) aus Polyurethanschaum, die ebenfalls in dem Bodenelement enthalten ist und auf der - oder teilweise in der - der Umlaufkanal 7 angeordnet ist, führt dazu, daß der Wärme- oder Kältetransport von dem Umlaufmedium auf das 0 Bodenelement überwiegend in einer Richtung stattfindet, d.h. in Richtung der oberen Oberfläche der oberen Wand 2, damit der Verlust an Wärme oder Kälte über die äußeren Oberflächen der Bodenwand 3 und der Seitenwände 4 und 5 reduziert wird.The use of a thermal insulation layer 10 (Fig. 1 and 4) made of polyurethane foam, which is also contained in the floor element and on which - or partly in which - the circulation channel 7 is arranged, results in the heat or cold transport from the circulation medium to the floor element taking place predominantly in one direction, i.e. in the direction of the upper surface of the upper wall 2, so that the loss of heat or cold via the outer surfaces of the floor wall 3 and the side walls 4 and 5 is reduced.
Um den Aufbau des Umlaufkanals 7 bei der Herstellung des Bodenelements entsprechend der Erfindung zu vereinfachen, kann der Kanal aus einem Metallrohr 7 bestehen. Für eine praktische Anwendung des Bodenelements kann der gewünschte Wärme- oder Kältetransport sogar noch weiter verbessert werden, indem das genannte Rohr völlig oder teilweise mit bekannten Mitteln (nicht in den Fig. gezeigt) zur Vergrößerung der äußeren Oberfläche, z.B. mit Rippen oder Lamellen, ausgestattet wird. Genauso kann auch eine einteilige Schicht zur Verteilung der Wärme oder Kälte, bestehend aus einer Metallplatte oder einer Metallfolie, die ebenso gut leitungsfähig ist, in herkömmlicher Weise auf derIn order to simplify the construction of the circulation channel 7 when producing the floor element according to the invention, the channel can consist of a metal pipe 7. For a practical application of the floor element, the desired heat or cold transport can be improved even further by equipping said pipe completely or partially with known means (not shown in the figures) for increasing the outer surface, e.g. with ribs or fins. In the same way, a one-piece layer for distributing the heat or cold, consisting of a metal plate or a metal foil, which is equally good at conduction, can be applied in a conventional manner to the
Seite des Umlaufkanals angebracht werden, die in Richtung der oberen Oberfläche der oberen Wand 2 gerichtet ist, um so eine gleichförmige Verteilung des Wärme- oder Kältetransports auf die obere Oberfläche des Bodenelements zu fördern.side of the circulation channel directed towards the upper surface of the upper wall 2 so as to promote a uniform distribution of the heat or cold transport to the upper surface of the floor element.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind sowohl der Umlaufkanal 7 als auch die thermische Isolationsschicht 10 vollständig in dem Bodenelement aus Polyesterbeton 6 eingebettet, und die obere Oberfläche hat eine Form - bei Einsatz des Bodenelements als Stallboden -, die vorzugsweise in alle Richtungen zum Rand hin abfallend gewölbt ist, damit ein ungehindertes Abfließen des Dungs zum Rand hin erreicht wird.As shown in Fig. 4, both the circulation channel 7 and the thermal insulation layer 10 are completely embedded in the floor element made of polyester concrete 6, and the upper surface has a shape - when the floor element is used as a stable floor - which is preferably curved in all directions sloping towards the edge so that unhindered flow of the manure towards the edge is achieved.
In dieser Hinsicht sind am Rand des Bodenelements eine oder mehrere integrierte Verdickungen 12 vorgesehen, um unterbrochene Spalten zum Ablauf des Dungs in einen Aufnahmebereich oder eine Rinne auf einem tiefer liegenden Niveau zu bilden, nachdem die Bodenelemente auf oder in der von den Begrenzungswänden der Unterkunft eingeschlossenen Stützkonstruktion installiert sind. Um den Ablauf des Dungs weiter zu verbessern, kann die obere Seite der genannten Verdickungen in Längsrichtung der Seitenwände 4 und 5 auch gekrümmt oder geneigt sein, und kann schräge Seitenwände 12a aufweisen, die in einem Winkel kleiner als 90° in Bezug zu der unteren Oberfläche der Bodenwand 3 gemäß Fig. 2 und 3 ausgerichtet sind.In this respect, one or more integrated thickenings 12 are provided at the edge of the floor element to form interrupted gaps for the drainage of the manure into a receiving area or a gutter at a lower level after the floor elements are installed on or in the support structure enclosed by the boundary walls of the accommodation. In order to further improve the drainage of the manure, the upper side of said thickenings can also be curved or inclined in the longitudinal direction of the side walls 4 and 5 and can have sloping side walls 12a oriented at an angle smaller than 90° with respect to the lower surface of the floor wall 3 according to Figs. 2 and 3.
In einer weiteren Ausführungsform, die nicht in den Fig. gezeigt ist, sind die Seitenwände 4 und 5 in einem Winkel größer als 90° in Bezug zu der Bodenfläche angeordnet, damit der Abfluß des Dungs noch weiter verbessert wird.In a further embodiment, not shown in the figures, the side walls 4 and 5 are arranged at an angle greater than 90° with respect to the floor surface in order to further improve the drainage of the manure.
Es ist klar, daß die unterbrochenen Spalten zwischen der 5 Stützkonstruktion und den Bodenelementen sich nach unten hinIt is clear that the interrupted gaps between the 5 support structure and the floor elements extend downwards
erweitern, was den Ablauf des Dungs in den aufnehmenden Bereich einer tiefer gelegenen Ebene erleichtert.which facilitates the flow of manure into the receiving area at a lower level.
Es ist in jedem Fall zu erkennen, daß der Anwendungsbereich der Bodenelemente entsprechend der Erfindung nicht auf Bodensysteme beschränkt ist, die in Ställen oder ähnlichen Unterkünften für Tiere installiert werden sollen, sondern er kann auch Böden einschließen, die schon gebaut sind, genauso wie jede andere Situation, die eine Temperaturregelung mittels Erwärmung oder Kühlung des Bodens oder des Untergrundes verlangt.In any case, it will be appreciated that the field of application of the floor elements according to the invention is not limited to floor systems to be installed in stables or similar animal housing, but may also include floors that have already been built, as well as any other situation requiring temperature control by means of heating or cooling the floor or sub-floor.
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