DK200100002U3 - Fabriksfremstillet luftvarmevæg i beton - Google Patents

Description

DK 2001 00002 U3 01. Beskrivelse 01.1.: Benævnelse:

Fabriksfremstillet Luftvarmevæg i beton, udført som et bærende bagmurselement til nybyggeri, med integreret varmluftsystem, hvor indstøbte luftkanaler i stålrør, samtidig udgør den beregnede armering i elementet.

01.2. : Anvendelsesområde:

Denne frembringelse angår en Luftvarmevæg, som er ny ved, at den samtidigt i sin anvendelse udgør følgende: Fabriksfremstillet bærende bagmurselement til nybyggeri, som også udgør det pågældende rums eneste varmegiver, med et integreret varmluftsystem, hvor indstøbte luftkanaler i stålrør, samtidig udgør den beregnede armering i elementet.

01.2. a.: Den frembragte Luftvarmevæg er fremstillet, som et traditionelt fabriksfremstillet bærende bagmurselement til nybyggeri. De i betonfladen indstøbte lodrette gennemgående luftkanaler af stålrør udgør samtidig, baseret på statiske beregninger, den nødvendige armering i elementet.

01.2. b.: Den frembragte Luftvarmevæg udgør, udfra beregningsmæssige specifikationer, endvidere den nødvendige og eneste varmegiver til rummets opvarmning. Opvarmning sker ved at en cirkulerende opvarmet luftstrøm, fordeles ned gennem vægfladen via et system af indstøbte og lodret placerede luftkanaler af stålrør. Denne luftstrøm opvarmes i et separat varmeaggregat og cirkuleres ned gennem vægelementet, hvor den afgiver sin varme og atter ledes tilbage til varmeaggregatet for genopvarmning.

é

Den nødvendige varmemængde til ét eller flere rums opvarmning styres af en rumtermostat, placeret på et repræsentativt sted.

2 DK 2001 00002 U3 01.3. : Kendt teknik:

Af anvendte konstruktionsløsninger, til frembringelse af bærende bagmurselementer i nybyggeriet, anvendes i dag fortrinsvis følgende traditionelle og kendte løsninger: 01.3. a.: Bærende bagmurskonstruktioner:

De idag forekommende bærende bagmurkonstruktioner kan groft set deles op i én type der mures op på blivende sted, og én type som fabriksfremstilles i form af et armeret betonelement. Dog findes der også mere specielle konstruktioner.

Men fælles for dem alle er, at de fremstilles som en særskildt konstruktion og oftest blot udført med udsparringer og tomrør m.v. for efterfølgende installationer.

01.3. b.: Traditionelle opvarmningssystemer:

Af anvendte opvarmningssystemer til opvarmning af rum i bygninger, findes der i store træk idag følgende til rådighed i nybyggeri:

Luftvarmesystemer med varmluft indblæsning og genvinding fra afkastluft. Vandbåme systemer til radiator-, gulvvarme-, loftstrålevarmesystemer og ydervægge med indlagte varmerør etc..

01.3. c.: Brugerrelaterede krav: I en total sammenfatning af de brugerelaterede krav til nybyggeriet, vil det især være en opnåelse af velbehag og høj komfortoplevelse i rummet, der dominerer.

Disse, og slet ikke uvæsentlige, krav har det altid været vanskeligt at opnå indfriet fuldtud og hovedsagelig grundet i at der generelt, som oftest i en sammenfaldende frekvens, optræder flere forstyrrende elementer i den samlende helhed. Især sker der stor negativ påvirkning, fra blandt andet kuldenedfald fra vinduer og ydervægge og fortsættende herfra også kolde luftstrømme hen over gulvflade.

Tilsvarende udgør generende luftstrømme i form af konvektion fra varmegivere o. lign. ligeledes en dominerende ulempe i helhedsbilledet.

01.3. d.: Teknisk/økonomisk relaterede krav:

Nybygninger skal naturligvis kunne tilvejebringes til den billigst mulige pris og indeholdende det størst mulige omfang af faciliteter og samtidig opfylde de lovgivningsmæssige krav og specifikationer.

Men som oftest ses det at netop de brugerrelaterede krav, i denne sammenhæng og især på grund af økonomien, først kommer ind i billedet i anden række.

3 DK 2001 00002 U3 01.4. : Det tekniske problem der skal løses: Ønskemålet vil være en optimal harmonisering imellem de brugerrelaterede krav og ønsket om den teknisk mest hensigtsmæssige og økonomisk mest fordelagtigste frembringelse af nye bygninger.

Derfor må påstanden være den, at den perfekte og optimale løsning vil være, allerede i projektplanlægningen, at kombinere så mange elementer i den samlede og endelige bygningskonstruktion, som der realistisk er mulighed for.

01.4. a.: Krav til det termiske indeklima:

Et af de allervigtigste områder i nybyggeriet vil være, med særlig opmærksomhed, at fokusere på frembringelsen af det optimale termiske indeklima i bygningernes rum, hvad enten det drejer sig om boliger eller arbejdspladser m.v..

Det er ubestridt dette område der indeholder langt størstedelen af de brugerrelaterede krav til bygningen.

Er det termiske indeklima optimalt, så befinder mennesker sig godt i bygningen. Stort set samtlige sekundære mindre skavanker, der måtte være, de “overses og overhøres” lettere i det optimale termiske indeklima. Men er indeklimaet til gengæld dårligt vil selv de mindste skavanker forekomme brugerne uudholdelige.

Det optimale termiske indeklima frembringes alene ved at påvirke det opvarmede rum udfra følgende grundlæggende parametre: */ Nedbringe Strålingstemperaturasymmetrien imellem lodrette vægflader. */ Nedbringe den Vertikale Lufttemperaturdifferens i rummet.

*/ Nedbringe den Operative temperatur i rummet.

*/ Eliminere den Ikke anvendelige opholdszone langs ydervæg mest muligt. Rettes opmærksomheden koncentreret imod den størst mulige påvirkning af disse fire parametre og forudsat at en indbyrdes harmoni imellem disse også opnås, da vil det optimale termiske indeklima være en realitet.

01.4. b.: Krav til teknik og økonomi:

Hidtil har det ved nybyggeri været “normalt” at man udfører “hver ting for sig”. Det har ansvarsmæssig også været det “behageligste” faggrænser og ansvarsområder imellem.

Eksempelvis har det alle dage været tilrettelagt således, at et varmeanlæg det først installeres efter at bygningskonstruktionen i det store hele er færdigetableret.

4 DK 2001 00002 U3 01.5. : Den nye teknik: Ønskes der opnået et større finansielt råderum i nybyggeriet, skal dette frembringes ved at der skabes byggetekniske forenklinger, som samtidig med en økonomisk fordel primært tilfører det færdige byggeri et højere indhold af brugerkomfort i anvendelsen. Den frembragte Luftvarmevæg tilvejebringer, som varmegiver til opvarmning af rum, en række af disse vigtige detaljer i nybyggeriet.

Herunder blandt andet: 01.5. a.: Krav til indeklima:

Den frembragte Luftvarmevæg vil som vægvarmeelement, der dækker samtlige ydervægsflader i rummet, netop kunne tilføre indeklimaet det sidste afgørende skridt imod det optimale:

Opvarmede ydervægsflader nedbringer Strålingstemperaturasymmetrien. Opvarmede ydervægsflader nedbringer Den vertikale lufttemperaturdifferens. Opvarmede ydervægsflader nedbringer Den operative temperatur.

Opvarmede ydervægsflader eliminerer Ikke anvendelig opholdszone langs ydervæg. (De ovennævnte krav er med maksimale begrænsninger nedfældet i DS. 474.) Opfyldes disse krav til det lavest mulige resultat under de gældende DS - krav vil det optimale termiske indeklima også være en realitet 01.5. b.: Den tekniske installation:

Installation af varmeanlæg vil ved anvendelsen af den frembragte Luftvarmevæg være reduceret til et betydeligt mindre omfang end tilfældet ved en traditionel installation i dag opviser. Hele installationen vil med den frembragte Luftvarmevæg, på byggepladsen være indskrænket til, kun at omfatte etablering af de enkelte luftkanaler og det til hver opvarmningszone tilhørende varmeaggregat tilsluttet en varmeforsyning.

01.5. C.: Som byggeelement:

Den frembragte Luftvarmevæg vil, som fabriksfremstillet bærende bagmurselement, uden videre kunne tilføres samtlige de nødvendige detaljer under elementstøbning, der også normalt vil kræves indeholdt i et traditionelt fabriksfremstillet betonelement. Da de indstøbte lodrette luftkanaler samtidig udgør den nødvendige armering af betonelementet vil der også i helhedsbilledet, her i denne sammenhæng, kunne opnås en betydelig forenkling og besparelse.

5 DK 2001 00002 U3 01.6. : Den tekniske virkning:

Med den frembragte Luftvarmevæg anvendt i nybyggeri, både som eneste varmegiver til opvarmning af rum, såvel som bærende bagmurselement, vil den samlede sum af fysiske størrelser for en opnåelse af et optimalt termisk indeklima være tilvejebragt på et samtidigt økonomisk fordelagtigt grundlag.

Samtidig vil de lovmæssigt gældende krav til dimensionering, regulering, overvågning, m.v. fuldtud være overholdte.

01.6. a.: Optimal operativ temperatur:

Er det optimale termiske indeklima etableret, vil der ikke længere eksistere nogen form for asymmetrisk temperaturpåvirkning af de personers legeme, der måtte opholde sig i det givne rum. Når der ikke længere forekommer en mærkbar forskel i strålingstemperaturen på henholdsvis den side af legemet, som vender imod en kold ydervægs kuldestråling og modsat en varm bagvægs varmestråling, så eksisterer der heller ikke længere noget behov for en kompenserende højere rumtemperatur. Derfor vil rumtemperaturen uden videre kunne sænkes, og der vil samtidig være opnået en højere termisk komfort og den optimale operative temperatur er en realitet.

01.6. b.: Konstruktiv forenkling:

Ved at den frembragte Luftvarmevæg udføres således, at de lodrette luftkanaler af indstøbte stålrør de samtidig også udgør den nødvendige armering, opnås der en god besparelse i selve konstruktionen og ligeledes vil også selve installationskonceptet tilsvarende være reduceret ned til en lavere investering.

01.6. C.: Tilkobling til varmeforsyning:

Den frembragte Luftvarmevæg vil indenfor den enkelte bygning, kunne anvendes med tilslutning til ethvert forekommende varmeforsynings- eller varmedistributionssy-stem.

Den frembragte Luftvarmevæg kan udmærket kombineres med en åben pejs i rummet, men kan og må aldrig kombineres med anden form for termostatstyret varmeforsyning i samme rum, eksempelvis El-varme eller radiatorer o.lign..

Derimod bør man altid kombinere den frembragte Luftvarmevæg i forbindelse med opvarmning af våde rum, eksempelvis baderum, hvor der forekommer ekstra energiforbrug til fordampning af vandspild på gulv, med et traditionelt anlagt gulvvarmesystem, styret af en fj ernvarme-returventil.

6 DK 2001 00002 U3 01.7. : Tegning og konstruktion:

Til dette afsnit hører en principskitse, der vedlægges som bilag. (mrk. 04). Principskitsen indeholder angivelse af de væsentligste detaljer i den frembragte Luftvarmevæg med de nødvendige positionsnumre for henvisning. I de efterfølgende afsnit vil disse numre være tilføjet teksten som en parantes ().

01.7. a.: Hoveddetaljer:

Den frembragte Luftvarmevæg er sammensat af følgende hoveddetaljer: 1) Fabriksfremstillet Luftvarmevæg med indstøbte lodrette luftkanaler.

2) Kanalelement for montering på fundament, (returluftkanal).

3) Kanalelement for montering på top af vægelement, (tilluftkanal).

4) Rørkanal for opvarmet tilluft fra varmeaggregat.

5) Rørkanal for afkølet returluft fra Luftvarmevæg retur til varmeaggregat.

6) Varmeaggregat med blæser for varmefordeling.

7) Fremløbsledning fra varmeforsyning.

8) Returløbsledning til varmeforsyning.

9) Reguleringsventil for varmetilgang til varmeaggregat.

10) Rumtermostat for styring af varmetilgang til varmeaggregat.

01.7. b.: Konstruktion og Installation:

Den frembragte Luftvarmevæg (1) er et fabriksfremstillet bærende betonelement udført som helvægselement. Elementet forsynes med en række indstøbte, lodret placerede luftkanaler (1) af stålrør.

Disse luftkanaler (1) vil samtidig, efter beregning, udgøre den nødvendige armering i elementet.

Der fremstilles, udover selve elementet til Luftvarmevæg (1) et nærmere bestemt antal kanalelementer (2 og 3), ligeledes udført i beton.

Opstilling af Luftvarmevæg (1) foretages, efter at en række af de fremstillede kanalelementer (2) er anbragt, solidt understøbt, ovenpå fundament. Den herved frembragte kanal (2) med åben overside lukkes i den ene ende og i den modsatte ende tilsluttes en kanalstuds for returluftkanal (5). Det bemærkes her, som sikkerhed for et ensartet flow på luftstrøm over vægfladen, at returkanalen (5) altid skal tilsluttes med koblingsprincip, som vendt retur.

Herefter påføres de to opadvendende kanter på kanalen (2) et passende lag 7 DK 2001 00002 U3 betonklæber og Luftvarmevæg (1) anbringes endeligt på sin plads.

Herefter opmures på tilsvarende måde de øvrige kanalelementer (3), på overkanten af den opstillede Luftvarmevæg (1) og der tætnes også her på samme måde i den ene ende og tilsluttes med kanalstuds (4) i den modsatte.

Til slut anlægges kanalfremføring (4 og 5) imellem varmeaggregat og Luftvarmevæg (1). Der anvendes hertil almindelige, til formålet godkendte, materialer med den tilsvarende beregnede isolering.

Hver opvarmningszone har sit eget varmeaggregat (6) der tilføres varme fra en given varmeforsyning (7 og 8), som reguleres af en termostatstyret reguleringsventil (9), der styres af en rumtermostat (10) placeret på et for den pågældende opvarmningszone repræsentativt sted.

Efter afsluttet montering af Luftvarmevæg (1) gennemføres bygningens færdiggørelse på traditionel vis.

DK 2001 00002 U3

Hoveddetaljer: 1) Fabriksfremstillet Luftvarmevæg med indstøbte lodrette luftkanaler.

2) Kanalelement for montering på fundament, (returluftkanal).

3) Kanalelement for montering på top af vægelement, (tilluftkanal).

4) Rørkanal for opvarmet tilluft fra varmeaggregat.

5) Rørkanal for afkølet returluft fra Luftvarmevæg retur til varmeaggregat.

6) Varmeaggregat med blæser for varmefordeling.

7) Fremløbsledning fra varmeforsyning.

8) Returløbsledning til varmeforsyning.

9) Reguleringsventil for varmetilgang til varmeaggregat.

10) Rumtermostat for styring af varmetilgang til varmeaggregat.

8 DK 2001 00002 U3 02. Brugsmodelkrav 02.1. : For en fabriksfremstillet Luftvarmevæg (1) i beton, udført som et bærende bagmurselement til nybyggeri, der også udgør det pågældende rums eneste varmegi-ver, med et integreret varmluftsystem, hvor indstøbte luftkanaler (1) i stålrør (1), samtidig udgør den beregnede armering i elementet, fastholdes der følgende brugsmodelkrav: 02.2. : Den frembragte Luftvarmevæg (1) til nybyggeri, som er ny ved, at den er fremstillet, som et fabriksfremstillet bærende bagmurselement i beton, der samtidig også er beregnet til opvarmning af rum. Det varmefremførende medie er en luftstrøm der kontinuerligt cirkulerer gennem et system af indstøbte lodrette luftkanaler (1) af stålrør og som samtidig er beregnet til at udgøre betonelementets armering.

Det til den enkelte opvarmningszone tilhørende varmeaggregat (6) vil kunne forsynes med varme fra en given varmeforsyning.

02.3. : Den frembragte Luftvarmevæg (1) til nybyggeri, som er ny ved at den er eneste varmegiver til opvarmning af et givet rum. Et særkende vil det være at den på grund af sin konstruktion, fuldtud opfylder følgende kravparametre til indeklimaet: a. : Lav Strålingstemperaturasymmetri.

b. : Lav vertikal lufttemperaturdifTerens.

c. : Eliminerer Ikke anvendelige opholdszone langs ydervægge.

Idet disse tre parametre, i henhold til DS 474. Stk 2.3 og 3.2, er nedbragt betydeligt under de stillede maksimale kravspecifikationer, vil den frembragte Luftvarmevæg (1) ved sin anvendelse tilvejebringe det optimale termiske indeklima.

Dette resulterer i den fysiske følgefunktion, at rumtemperaturen herefter kan nedsættes og den optimale operative temperatur er en realitet 04.1.a.: Principtegning: 04. Principtegning DK 2001 00002 U3

Luftvarmevæg lodret snit:

DK 2001 00002 U3