EP1923530A1 - Roof and facade construction for buildings as well as for wellness and leisure facilities - Google Patents

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EP1923530A1
EP1923530A1 EP06450164A EP06450164A EP1923530A1 EP 1923530 A1 EP1923530 A1 EP 1923530A1 EP 06450164 A EP06450164 A EP 06450164A EP 06450164 A EP06450164 A EP 06450164A EP 1923530 A1 EP1923530 A1 EP 1923530A1
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EP
European Patent Office
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roof
facade construction
construction according
air
film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06450164A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Helmut Dipl.-Ing Federspiel
Heinz Dötzl
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Federspiel Okotechnology Consulting GmbH
Original Assignee
Federspiel Okotechnology Consulting GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/20—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/20—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure
    • E04H2015/202—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure with inflatable panels, without inflatable tubular framework
    • E04H2015/205—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure with inflatable panels, without inflatable tubular framework made from two sheets with intermediate spacer means

Definitions

  • the invention relates to a roof and facade construction for buildings and spa and leisure facilities with carriers and arranged covering elements.
  • Roof and facade structures for buildings, especially recreational, sports, health and adventure facilities, are expensive according to the prior art, energy-inefficient and from the environment (light, air, sun) partitioning built.
  • Conventional roof structures are usually designed as follows: roofing - attic - attic and top of the building.
  • ambient energy e.g. Solar collectors or photovoltaic or daylight (glass structures) is possible only with the help of complex solutions.
  • glass roof constructions which are the preferred architectural element today, lead to heat accumulation in the planned room and to an increased demand for energy-intensive cooling and air conditioning in intense sunlight.
  • the use of glass for roofing of buildings or courtyards and upstream facade areas leads to an additional problem, the so-called "in-door immission”, ie those emissions caused by noise - which arise within the building envelope and may even be reinforced by superposition become.
  • the disadvantages mentioned have a special weight, since the roof area in relation to the effective area makes up a high proportion (usually 100%) and the operating costs in Essentially consist of the energy costs for heating and air conditioning, in particular air conditioning, and are so high that often meaningful projects can not be realized for economic reasons.
  • the present invention has set itself the goal of creating a roof and facade construction, which does not have the aforementioned disadvantages. This is achieved in that the cover consist of at least two spaced-apart membrane-like films.
  • an air flow can preferably be performed with negative pressure.
  • This particular form of active isolation has best insulation properties and a variety of possible designs.
  • the warm exhaust air in the upper building area can be sucked through small openings in the inner film and between the outer and inner film with an appropriate negative pressure over the entire roof and facade surfaces down to the exhaust air area.
  • the air should flow through the roof and façade surface at approx. 6-8 m 3 / h per m 2 to avoid deposits and thermal circulation.
  • a negative pressure to the atmosphere means, e.g. a Saugzuggebläse be arranged. Due to the applied negative pressure between the inside and outside foils they bulge inwards, creating stable concave components.
  • the supporting structure has an angle which always rises from the horizontal.
  • the films are completely or partially transparent. Since the outer films have to carry the higher loads, they should be carried out expediently with a greater wall thickness than the inner films.
  • the carriers are expediently arranged between the outer and the inner film and preferably designed as hollow profiles.
  • these openings can have the gap between the films and it can thereby a removal of warm air, a removal of moist air, a discharge of cooled air, a supply of warm air, a supply of exhaust air from the interior of the system and a supply of cool air are performed.
  • photovoltaic elements may be arranged on one of the foils, in particular the outer ones.
  • Both the outer film as a support element for photovoltaic elements and the inner film as a support element for solar thermal elements may be at least partially opaque.
  • the air supplied can be preheated or the exhaust air from the interior of the plant used for this purpose.
  • the inner foil, its wall thickness, its distance between pillars and the tubes with the openings should expediently be designed such that the sound attenuation of emission sources originating from inside, in particular in the frequency range around 1000 Hz, gives a maximum.
  • a further reduction in the energy costs can be achieved in that the inner film has openings for sucking the exhaust air of the plant and the resulting amounts of air are supplied to the exhaust system of the roof construction of a reuse.
  • Fig. 1 shows the example of an adventure park, the basic principle of the roof and facade construction according to the invention, in which over a. constructed of tubes 1 or profiles supporting structure for receiving the wind, snow, and dead loads on both sides -also outside and inside membrane-like films 2, 3 are mounted.
  • tubes 1 or profiles of the support structure specify the fields for these components, which are square, rectangular ("webs" -shaped), triangular or otherwise delimited.
  • the concave outer shape offers over the convex outer shape initially the great advantage of the lower wind attack force (buoyancy in convex, wing-like components).
  • the warm exhaust air can be sucked in the upper part of the building through small openings 14 in the inner film 3 and between the outside and inside film 2,3 with a negative pressure over the entire roof and facade surface down to the exhaust system, for example, the induced draft fan 6.
  • the angle of inclination ⁇ F of the tubes 1 or profiles of the roof and facade construction against the horizontal should always be positive, so that the rainwater and meltwater can run off.
  • a gable roof shape there will generally be no restrictions, but in the case of arched roof structures, caution is required in the case of a barrel-shaped roof shape, and a dull-arched roof shape will be the given (semi-gothic).
  • Fig. 2 shows the cross section of the roof and facade construction: the outer foils 2 (which also have to carry the higher loads) preferably have a greater wall thickness S 2 than the inner lying (S 3 ).
  • the inner foils 3 provide a soundproof wall with a corresponding ability to dampen the sound generated from the inside.
  • the air flow for the active insulation is not according to the invention in the space 5 between the outer film 2 and the inner film 3 is fed to the induced draft fan 6, the air flow through the openings 4 from the gap 5 through the tubes 1 or hollow sections of the support structure to the exhaust system can alternatively be performed become.
  • the exhaust system can be carried out with a device (shown, for example, a induced draft fan 6) for generating or maintaining a negative pressure.
  • a supply air system 7 ensures a regulated supply of (conditioned) supply air.
  • Fig. 3 shows the accommodation or integration of photovoltaic elements 8 for power generation and solar thermal elements 9 for heat generation.
  • the photovoltaic elements 8 are accommodated on the outer film 2 or integrated into it, the solar thermal elements 9 on the inner film 3, wherein at least the outer film 2 is partially transparent and in such way to the solar thermal elements 9 sunlight passes.
  • the use of solar thermal heat takes place in the simplest case by the opaque coloring or coating of the inner film 3 (eg in gray or black - ie in strongly absorbing colors) on the side of the gap, wherein the removal of the thermal energy advantageously by air by means of in the supply and exhaust systems 6, 7 described in Figure 2.
  • the partial opaque covering of the otherwise transparently designed foils 2, 3 can, as shown in the figure, be used for a specific shadowing dependent on the sun's angle of incidence. Frequently, extensive shading during the summer - noon hours will be desired, whereby also at this time the use of solar energy has optimal conditions. Depending on the purpose of the Plant, shading and energy production behavior can also be automated.
  • Fig. 4 shows a possible 3-layer design wherein the gap 5 flows through the invention according to the invention further between the inner film 3 and the outer film 2 a negative pressure is applied.
  • the life of the roof and facade construction according to the invention can be significantly increased if the film 15 is formed as an easily replaceable sacrificial foil, for example, after extreme storms.
  • Fig. 5 illustrates in schematic form the disadvantages of a convex component on both sides (pillow shape with pressure between the films) in terms of thermal insulation compared to the inventive double-sided concave component.
  • convex component - "pillow shape" it comes at a temperature difference between the outer foil 3 and inner foil 2 in the space 5 to a trained circulation, so that the low heat conductivity of a stagnant air gap (which is basically the basis of all thermal insulation) not comes to fruition.
  • This overall construction is highly permeable to heat, that is, it does not prevent the heat loss at low outdoor temperatures and does not prevent the heat build-up in the interior at high outside temperatures.
  • Fig. 7 shows an additional but less selective noise reduction measure by the integration of an absorption silencer 13, e.g. B. in the exhaust system of the roof and facade construction.
  • Fig. 8 shows that the inner film 3 for sucking the exhaust air of the system has openings 14 and the thereby entering amounts of air with the exhaust system of the roof or facade construction of a re-use can be supplied.
  • the roof and facade construction according to the invention is characterized by a very high light transmission. Depending on the film material used, the light transmittance reaches up to 96%, thus outperforming glass materials.
  • Another advantage over the glass materials is the extremely high permeability of the natural UV radiation spectrum from sunlight. This is especially necessary for the growth of sensitive plant types. The user gets the most natural experience possible and habitats can be displayed in different forms.
  • the air flow of the active insulation in the space 5 acted upon by negative pressure can be heated by the solar radiation and led to a hot water heat recovery accumulator in the exhaust air system.
  • This can be an ecologically meaningful day / night heat energy balance without additional external energy supply in the transitional period (spring and autumn) can be realized.
  • the carrier tubes could be, it could be used hollow profiles with a variety of cross-sections.
  • the extraction of air from the gap 5 could be done through openings in the films and not through the hollow sections 1.

Abstract

The roof and facade construction has carriers and cover elements. The cover elements comprise a diaphragm-like foils (2,3,15), arranged at a distance from each another. An air flow is led in a gap (5,16) between the two foils. A suction blower is provided between the two foils for the maintenance of a negative pressure in the gap. The external foil and the internal foil form a concave building element between the carriers, which are designed as hollow profiles, particularly as pipes.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dach- und Fassadenkonstruktion für Gebäude sowie Wellness- und Freizeitanlagen mit Trägern und dazu angeordneten Abdeckelementen.The invention relates to a roof and facade construction for buildings and spa and leisure facilities with carriers and arranged covering elements.

Dach- und Fassadenkonstruktionen für Gebäude, insbesondere Freizeit-, Sport-, Gesundheits- und Erlebnis- Anlagen, werden gemäß dem Stand der Technik teuer, energie-ineffizient und von der Umwelt (Licht, Luft, Sonne) abschottend gebaut. Herkömmliche Dachkonstruktionen sind üblicherweise wie folgt ausgebildet: Dachdeckung - Dachstuhl - Dachboden und Oberkante der Gebäude.Roof and facade structures for buildings, especially recreational, sports, health and adventure facilities, are expensive according to the prior art, energy-inefficient and from the environment (light, air, sun) partitioning built. Conventional roof structures are usually designed as follows: Roofing - attic - attic and top of the building.

Die Nutzung der Umgebungsenergie durch z.B. Solarkollektoren bzw. Photovoltaik oder des Tageslichtes (Glaskonstruktionen) ist nur mit Hilfe aufwendiger Lösungen möglich.The use of ambient energy by e.g. Solar collectors or photovoltaic or daylight (glass structures) is possible only with the help of complex solutions.

So führen die heute als architektonisches Element bevorzugten Glasdach-Konstruktionen bei intensiver Sonneneinstrahlung zu einem Wärmestau im bedachten Raum und zu einem erhöhten Bedarf an energieintensiver Kühlung und Klimatisierung. Insbesondere die Verwendung von Glas zur Überdachung von Gebäuden oder auch Innenhöfen sowie vorgelagerten Fassadenbereichen führt zu einer zusätzlichen Problematik, der sogenannten "in-door immission", also jener Immissionen -verursacht durch Lärm- welche innerhalb der Gebäudehülle entstehen und unter Umständen durch Überlagerung sogar verstärkt werden.For example, glass roof constructions, which are the preferred architectural element today, lead to heat accumulation in the planned room and to an increased demand for energy-intensive cooling and air conditioning in intense sunlight. In particular, the use of glass for roofing of buildings or courtyards and upstream facade areas leads to an additional problem, the so-called "in-door immission", ie those emissions caused by noise - which arise within the building envelope and may even be reinforced by superposition become.

Vollständigkeitshalber sind noch Traglufthallen, vorzugsweise für Messe- und Sportanlagen zu nennen, welche als membranartige Dach- und Wandelemente ausgebildet sind und durch einen Innenüberdruck im gesamten Bereich nach außen hin, also gegen Wind- und Schneelasten stabil gehalten werden. Die Benützer/Besucher dieser Form von Hallensystemen müssen durch eine Schleuse die Anlage betreten, was psychologisch als Belastung empfunden wird.For the sake of completeness are still air halls, preferably for trade fair and sports facilities to call, which are designed as a membrane-like roof and wall elements and are kept stable by an internal pressure in the entire area to the outside, ie against wind and snow loads. The users / visitors of this form of hall systems have to enter the facility through a lock, which is psychologically perceived as a burden.

Insbesondere für Freizeit-, Sport-, Gesundheits- und Erlebnis- Anlagen haben die genannten Nachteile ein besonderes Gewicht, da die Dachfläche im Verhältnis zur Nutzfläche einen hohen Anteil (in der Regel 100%) ausmacht und die Betriebskosten im Wesentlichen aus den Energiekosten für das Heizen und das Klimatisieren, insbesondere die Luftaufbereitung, bestehen und so hoch sind, dass oftmals sinnvolle Projekte aus wirtschaftlichen Gründen nicht realisiert werden können.In particular, for recreational, sports, health and adventure facilities, the disadvantages mentioned have a special weight, since the roof area in relation to the effective area makes up a high proportion (usually 100%) and the operating costs in Essentially consist of the energy costs for heating and air conditioning, in particular air conditioning, and are so high that often meaningful projects can not be realized for economic reasons.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Dach- und Fassadenkonstruktion zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. Erreicht wird dies dadurch, dass die Abdeckelemente aus mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten membranartigen Folien bestehen. Im Zwischenraum kann erfindungsgemäß ein Luftstrom vorzugsweise mit Unterdruck geführt werden.The present invention has set itself the goal of creating a roof and facade construction, which does not have the aforementioned disadvantages. This is achieved in that the cover consist of at least two spaced-apart membrane-like films. In the intermediate space, according to the invention, an air flow can preferably be performed with negative pressure.

Diese spezielle Form der aktiven Isolierung weist beste Isoliereigenschaften und eine Vielzahl an möglichen Ausführungen auf. Beispielsweise kann die warme Abluft im oberen Gebäudebereich durch kleine Öffnungen in der innenliegenden Folie abgesaugt und zwischen der außen- und innenliegenden Folie mit einem angemessenen Unterdruck über die gesamte Dach- und Fassadenflächen nach unten zum Abluftbereich geführt werden. Die Luft sollte mit ca. 6-8 m3/h je m2 die Dach- und Fassadenfläche durchströmen um Ablagerungen und thermische Zirkulation zu vermeiden.This particular form of active isolation has best insulation properties and a variety of possible designs. For example, the warm exhaust air in the upper building area can be sucked through small openings in the inner film and between the outer and inner film with an appropriate negative pressure over the entire roof and facade surfaces down to the exhaust air area. The air should flow through the roof and façade surface at approx. 6-8 m 3 / h per m 2 to avoid deposits and thermal circulation.

Bei einer erfindungsgemäßen Dach- und Fassadenkonstruktion sind die Kosten für die Klimatisierung des Innenraumes weitaus geringer als bei den bekannten Anlagen. Auch werden die in-door immissions wesentlich verringert.In a roof and facade construction according to the invention, the costs for the air conditioning of the interior are much lower than in the known systems. Also, the in-door immissions are significantly reduced.

Bei einer Konstruktion nach der Erfindung können zur Aufrechterhaltung eines Unterdruckes zur Atmosphäre Einrichtungen, z.B. ein Saugzuggebläse, angeordnet sein. Durch den angelegten Unterdruck zwischen den innen- und außenseitigen Folien wölben sich diese nach innen, wodurch stabile konkave Bauelemente entstehen.In a construction according to the invention, to maintain a negative pressure to the atmosphere, means, e.g. a Saugzuggebläse be arranged. Due to the applied negative pressure between the inside and outside foils they bulge inwards, creating stable concave components.

Damit Regen und Schmelzwasser abrinnen kann, weist die Tragkonstruktion einen stets von der Horizontalen ansteigenden Winkel auf.To allow rain and meltwater to run off, the supporting structure has an angle which always rises from the horizontal.

Zweckmäßig sind die Folien ganz oder teilweise transparent. Da die außenliegenden Folien die höheren Lasten tragen müssen, sollten diese zweckmäßig mit einer größeren Wanddicke als die inneren Folien ausgeführt werden.Suitably, the films are completely or partially transparent. Since the outer films have to carry the higher loads, they should be carried out expediently with a greater wall thickness than the inner films.

Die Träger sind zweckmäßig zwischen der äußeren und der inneren Folie angeordnet und vorzugsweise als Hohlprofile ausgebildet.The carriers are expediently arranged between the outer and the inner film and preferably designed as hollow profiles.

Durch die alternative Ausbildung der Träger als Hohlprofile können diese Öffnungen zum Zwischenraum zwischen den Folien aufweisen und es kann dadurch eine Abfuhr warmer Luft, eine Abfuhr feuchter Luft, eine Abfuhr abgekühlter Luft, eine Zufuhr warmer Luft, eine Zufuhr von Abluft aus dem Inneren der Anlage und eine Zufuhr von kühler Luft durchgeführt werden.Due to the alternative design of the carrier as hollow profiles, these openings can have the gap between the films and it can thereby a removal of warm air, a removal of moist air, a discharge of cooled air, a supply of warm air, a supply of exhaust air from the interior of the system and a supply of cool air are performed.

Um die Energiekosten weiter zu senken, können auf einer der Folien, insbesondere der äußeren, photovoltaische Elemente angeordnet sein.In order to further reduce energy costs, photovoltaic elements may be arranged on one of the foils, in particular the outer ones.

Es ist ferner möglich, auf insbesondere der inneren Folie solarthermische Elemente anzuordnen.It is also possible to arrange in particular the inner film solar thermal elements.

Sowohl die äußere Folie als Trägerelement für photovoltaische Elemente als auch die innere Folie als Trägerelement für solarthermische Elemente können wenigstens teilweise opak ausgeführt sein.Both the outer film as a support element for photovoltaic elements and the inner film as a support element for solar thermal elements may be at least partially opaque.

Dabei ist es möglich, die opaken und die transparenten Bereiche der beiden Folien derart zu versetzen, dass für die mittägliche Sonneneinstrahlung, insbesondere in den Sommermonaten, der Abschattungsgrad ein maximaler ist.It is possible to offset the opaque and the transparent areas of the two films such that for the nocturnal sunlight, especially in the summer months, the degree of shading is a maximum.

Die Entwässerung der als Träger dienenden Hohlprofile erfolgt, bedingt durch den ansteigenden Winkel der Tragkonstruktion, an der tiefsten Stelle.The drainage of serving as a carrier hollow sections takes place, due to the rising angle of the supporting structure, at the lowest point.

Damit angefallener Schnee geschmolzen bzw. eine Enteisung durchgeführt wird, kann die zugeführte Luft vorgewärmt oder die Abluft aus dem Inneren der Anlage dazu verwendet werden.In order for snow to be melted or de-icing to be carried out, the air supplied can be preheated or the exhaust air from the interior of the plant used for this purpose.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiters möglich, die fühlbare Wärme und/oder die Feuchte der Abluft zum Zweck der Weiterverwendung der Energie auszukoppeln, gegebenenfalls zu speichern, und als Nutzenergie zum Ausgleich des Tag/Nacht-Energiebedarfes zu verwenden.In the context of the invention, it is further possible to decouple the sensible heat and / or the humidity of the exhaust air for the purpose of further use of energy, if necessary to store, and to use as useful energy to compensate for the day / night energy needs.

Die innere Folie, ihre Wanddicke, ihr Stützenabstand sowie die Rohre mit den Öffnungen sollten zweckmäßig derart ausgebildet sein, dass die Schalldämpfung von innen herrührender Emissionsquellen, insbesondere in dem Frequenzbereich um 1000 Hz, ein Maximum ergibt.The inner foil, its wall thickness, its distance between pillars and the tubes with the openings should expediently be designed such that the sound attenuation of emission sources originating from inside, in particular in the frequency range around 1000 Hz, gives a maximum.

Eine weitere Senkung der Energiekosten kann dadurch erreicht werden, dass die innere Folie Öffnungen zum Ansaugen der Abluft der Anlage aufweist und die dadurch eintretenden Luftmengen mit dem Abluftsystem der Dachkonstruktion einer Nachnutzung zugeführt werden.A further reduction in the energy costs can be achieved in that the inner film has openings for sucking the exhaust air of the plant and the resulting amounts of air are supplied to the exhaust system of the roof construction of a reuse.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein. Dabei zeigen:

Fig. 1
schematisch eine erfindungsgemäße Dachkonstruktion, die sich über einen Erlebnispark spannt;
Fig. 2
in vergrößertem Maßstab das Detail A aus Fig. 1;
Fig. 3
die Anordnung von photovoltaischen und solarthermischen Elementen auf den beiden Folien;
Fig. 4
eine alternative 3-lagige Ausführung;
Fig. 5
eine kissenförmige Anordnung der beiden Folien, wie sie im Rahmen der Erfindung zu vermeiden ist;
Fig. 6
schematische Gestaltungsmöglichkeiten der Konditionierung von Zu- und Abluft;
Fig. 7
die Anordnung einer absorbierenden Dämmasse in einem Rohr;
Fig. 8
eine Anordnung, bei der die innere Folie Öffnungen aufweist.
The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings, without being limited to these examples. Showing:
Fig. 1
schematically a roof construction according to the invention, which spans an adventure park;
Fig. 2
on an enlarged scale, the detail A of FIG. 1;
Fig. 3
the arrangement of photovoltaic and solar thermal elements on the two films;
Fig. 4
an alternative 3-layer design;
Fig. 5
a pillow-shaped arrangement of the two films, as it is to be avoided in the context of the invention;
Fig. 6
schematic design options for the conditioning of supply and exhaust air;
Fig. 7
the arrangement of an absorbent insulating compound in a pipe;
Fig. 8
an arrangement in which the inner film has openings.

Fig. 1 zeigt am Beispiel eines Erlebnisparkes das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Dach- und Fassadenkonstruktion, bei der über eine z.B. aus Rohren 1 oder Profilen aufgebaute Tragkonstruktion zur Aufnahme der Wind-, Schnee, und Eigenlasten zu beiden Seiten -also außen und innen- membranartige Folien 2, 3 angebracht sind. Durch einen angelegten Unterdruck zwischen der Innenfolie 3 und der Außenfolie 2 wölben sich diese membranartigen Bauelemente zur Unterdruckseite hin, wodurch stabile konkave Bauelemente entstehen. Die Rohre 1 bzw. Profile der Tragkonstruktion geben dabei die Felder für diese Bauelemente vor, welche quadratisch, rechteckig ("bahnen"-förmig), dreieckig oder sonst wie abgegrenzt sind. Die konkave Außenform bietet gegenüber der konvexen Außenform zunächst den großen Vorteil der geringeren Windangriffskraft (Auftrieb bei konvexen, tragflügel-ähnlichen Bauteilen).Fig. 1 shows the example of an adventure park, the basic principle of the roof and facade construction according to the invention, in which over a. constructed of tubes 1 or profiles supporting structure for receiving the wind, snow, and dead loads on both sides -also outside and inside membrane-like films 2, 3 are mounted. By an applied negative pressure between the inner foil 3 and the outer foil 2, these membrane-like components bulge towards the negative pressure side, creating stable concave components. The tubes 1 or profiles of the support structure specify the fields for these components, which are square, rectangular ("webs" -shaped), triangular or otherwise delimited. The concave outer shape offers over the convex outer shape initially the great advantage of the lower wind attack force (buoyancy in convex, wing-like components).

Die warme Abluft kann im oberen Gebäudebereich durch kleine Öffnungen 14 in der innen liegenden Folie 3 abgesaugt und zwischen der außen- und innenseitigen Folie 2,3 mit einem Unterdruck über die gesamte Dach- und Fassadenfläche nach unten zum Abluftsystem beispielsweise zum Saugzuggebläse 6 geführt werden.The warm exhaust air can be sucked in the upper part of the building through small openings 14 in the inner film 3 and between the outside and inside film 2,3 with a negative pressure over the entire roof and facade surface down to the exhaust system, for example, the induced draft fan 6.

Ein Merkmal, das bereits im Entwurfsstadium beachtet werden sollte: der Neigungswinkel αF der Rohre 1 oder Profile der Dach- und Fassadenkonstruktion gegen die Horizontale sollte immer positiv sein, damit das Regen- und Schmelzwasser abrinnen kann. Bei einer Giebeldachform wird es in der Regel keine Einschränkungen ergeben, bei bogenförmigen Dachkonstruktionen ist hingegen bei einer tonnenförmigen Dachform Vorsicht geboten, und es wird eine stumpfbogenförmige Dachform das gegebene sein (semi-gotisch).A feature that should be considered at the design stage: the angle of inclination α F of the tubes 1 or profiles of the roof and facade construction against the horizontal should always be positive, so that the rainwater and meltwater can run off. In the case of a gable roof shape, there will generally be no restrictions, but in the case of arched roof structures, caution is required in the case of a barrel-shaped roof shape, and a dull-arched roof shape will be the given (semi-gothic).

Fig. 2 zeigt den Querschnitt der Dach- und Fassadenkonstruktion: die außen liegenden Folien 2 (die auch die höheren Lasten tragen müssen) haben vorzugsweise eine größere Wanddicke S2 als die innen liegenden (S3). Die innen liegenden Folien 3 stellen eine schallweiche Wand dar mit einer entsprechenden Fähigkeit, den von innen entstehenden Schall zu dämmen.Fig. 2 shows the cross section of the roof and facade construction: the outer foils 2 (which also have to carry the higher loads) preferably have a greater wall thickness S 2 than the inner lying (S 3 ). The inner foils 3 provide a soundproof wall with a corresponding ability to dampen the sound generated from the inside.

Wenn der Luftstrom für die aktive Isolierung nicht erfindungsgemäß im Zwischenraum 5 zwischen der äußeren Folie 2 und der inneren Folie 3 zum Saugzuggebläse 6 geführt wird kann alternativ hierzu der Luftstrom über die Öffnungen 4 vom Zwischenraum 5 durch die Rohre 1 oder Hohlprofile der Tragkonstruktion zum Abluftsystem geführt werden.If the air flow for the active insulation is not according to the invention in the space 5 between the outer film 2 and the inner film 3 is fed to the induced draft fan 6, the air flow through the openings 4 from the gap 5 through the tubes 1 or hollow sections of the support structure to the exhaust system can alternatively be performed become.

Das Abluftsystem kann mit einer Einrichtung (eingezeichnet ist beispielsweise ein Saugzuggebläse 6) zur Erzeugung oder Aufrechterhaltung eines Unterdruckes ausgeführt werden. Gegebenenfalls sorgt ein Zuluftsystem 7 für eine geregelte Zufohr von (konditionierter) Zuluft.The exhaust system can be carried out with a device (shown, for example, a induced draft fan 6) for generating or maintaining a negative pressure. Optionally, a supply air system 7 ensures a regulated supply of (conditioned) supply air.

Fig. 3 zeigt die Unterbringung bzw. Integration von photovoltaischen Elementen 8 zur Stromerzeugung und solarthermischen Elementen 9 zur Wärmeerzeugung. Die photovoltaischen Elemente 8 sind auf der äußeren Folie 2 untergebracht bzw. in diese integriert, die solarthermischen Elemente 9 auf der inneren Folie 3, wobei mindestens die äußere Folie 2 abschnittsweise transparent ist und solcherart zu den solarthermischen Elementen 9 Sonnenlicht durchlässt. Die Nutzung der solarthermischen Wärme erfolgt im einfachsten Fall durch das opake Einfärben oder Beschichten der innen liegenden Folie 3 (z.B. in grau oder schwarz - also in stark absorbierenden Farben) auf der Seite des Zwischenraums, wobei der Abtransport der thermischen Energie vorteilhafterweise durch Luft mittels den in der Fig.2 beschriebenen Zu- und Abluftsystemen 6, 7 erfolgt.Fig. 3 shows the accommodation or integration of photovoltaic elements 8 for power generation and solar thermal elements 9 for heat generation. The photovoltaic elements 8 are accommodated on the outer film 2 or integrated into it, the solar thermal elements 9 on the inner film 3, wherein at least the outer film 2 is partially transparent and in such way to the solar thermal elements 9 sunlight passes. The use of solar thermal heat takes place in the simplest case by the opaque coloring or coating of the inner film 3 (eg in gray or black - ie in strongly absorbing colors) on the side of the gap, wherein the removal of the thermal energy advantageously by air by means of in the supply and exhaust systems 6, 7 described in Figure 2.

Die partielle opake Abdeckung der sonst transparent gestalteten Folien 2, 3 kann man, wie in der Fig. gezeigt, für eine gezielte, vom Sonnen-Einstrahl-Winkel abhängige Abschattung verwenden. Häufig wird eine weitgehende Abschattung während der Sommer - Mittagsstunden erwünscht sein, wobei auch zu dieser Zeit die Nutzung der Sonnenenergie optimale Voraussetzungen hat. Je nach dem Verwendungszweck der Anlage, kann das Abschatt- und Energieerzeugungsverhalten auch automatisiert werden.The partial opaque covering of the otherwise transparently designed foils 2, 3 can, as shown in the figure, be used for a specific shadowing dependent on the sun's angle of incidence. Frequently, extensive shading during the summer - noon hours will be desired, whereby also at this time the use of solar energy has optimal conditions. Depending on the purpose of the Plant, shading and energy production behavior can also be automated.

Fig. 4 zeigt eine mögliche 3-lagige Ausführung wobei der Zwischenraum 5 erfindungsgemäß von Luft durchströmt weiters zwischen der innen liegenden Folie 3 und der außen liegenden Folie 2 einUnterdruck angelegt wird.Fig. 4 shows a possible 3-layer design wherein the gap 5 flows through the invention according to the invention further between the inner film 3 and the outer film 2 a negative pressure is applied.

Wird dem luftdurchströmten Zwischenraum 5 (Unterdruck zwischen den Folien 2 und 3) ein kissenförmiger Zwischenraum 16 (Überdruck zwischen den Folien 2 und 15) zur Außenseite hin überlagert, so kann mit dieser speziellen Ausführung einer aktiven und statischen Isolierung eine besonders effiziente Wärmedämmung realisiert werden.If the air-permeated interspace 5 (negative pressure between the foils 2 and 3) is superimposed on a cushion-shaped interspace 16 (overpressure between the foils 2 and 15) towards the outside, a particularly efficient thermal insulation can be realized with this special embodiment of an active and static insulation.

Die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Dach- und Fassadenkonstruktion kann maßgeblich erhöht werden, wenn die Folie 15 als leicht austauschbare Opferfolie beispielsweise nach extremen Unwettern, ausgebildet wird.The life of the roof and facade construction according to the invention can be significantly increased if the film 15 is formed as an easily replaceable sacrificial foil, for example, after extreme storms.

Die Fig. 5 erläutert in schematischer Form die Nachteile eines beidseitig konvexen Bauelementes (Kissenform mit Überdruck zwischen den Folien) hinsichtlich der Wärmedämmung gegenüber dem erfindungsgemäßen beidseitig konkaven Bauelement. Im beidseitig konvexen Bauelement - "Kissenform" - kommt es bei einem Temperaturunterschied zwischen Außenfolie 3 und Innenfolie 2 im Zwischenraum 5 zu einer ausgebildeten Zirkulation, so dass die geringe Wärme-Leitfähigkeit eines stagnierenden Luftspalts (das ist im Grund genommen die Basis aller Wärmedämmungen) nicht zum Tragen kommt. Diese Gesamtkonstruktion ist im hohen Maße wärmedurchlässig, das heißt sie verhindert nicht den Wärmeverlust bei niedrigen Außentemperaturen und verhindert nicht den Wärmestau im Innenraum bei hohen Außentemperaturen.Fig. 5 illustrates in schematic form the disadvantages of a convex component on both sides (pillow shape with pressure between the films) in terms of thermal insulation compared to the inventive double-sided concave component. In both sides convex component - "pillow shape" - it comes at a temperature difference between the outer foil 3 and inner foil 2 in the space 5 to a trained circulation, so that the low heat conductivity of a stagnant air gap (which is basically the basis of all thermal insulation) not comes to fruition. This overall construction is highly permeable to heat, that is, it does not prevent the heat loss at low outdoor temperatures and does not prevent the heat build-up in the interior at high outside temperatures.

Anders bei der erfindungsgemäßen Ausbildung: gerade in der Mitte des Folienfeldes hat diese keine polsterförmige Ausbildung, sondern einen minimalen Abstand zwischen Außen- und Innenfolie, wodurch eine die Wärme-Dämmung eines Luftspaltes kurzschließende Zirkulation optimalerweise erschwert bzw. unterbunden wird.This is different with the embodiment according to the invention: in the center of the foil field, it has no cushion-like design, but a minimal distance between the outer and inner foil, whereby optimally short-circuiting the heat insulation of an air gap circulation is prevented or prevented.

Die Fig. 6 zeigt einige Gestaltungsmöglichkeiten der Konditionierung der Zu- und der Abluft:

  • Das Zuführen von Warmluft, vorgewärmt oder auch als Abluft der Anlage kann bspw. in den Wintermonaten zum Schneeschmelzen oder zur Enteisung auf der Dach- und Fassadenkonstruktion führen und erst die Energienutzung sowie den erwünschten Sonnen- und Lichteinfall ermöglichen.
  • Die Wärme in der Abluft, insbesondere durch das Wirksamwerden der solarthermischen Elemente 9, kann durch einen Wärmetauscher 11, oder auch direktin Form von Warmluft - genutzt werden.
  • Schallschwingungen, die auf Grund der schallweichen Gestaltung der inneren Folie 3 auf dass Ab- und/oder Zuluft-System übertragen werden, können bspw. durch die Einschaltung eines Resonators 12 ausgelöscht werden; besonders wirksam ist diese Lösung beim Dämpfen der Frequenzen um 1000 Hz in Erlebnisbereichen mit erhöhter Lautabgaben.
Fig. 6 shows some design options for the conditioning of the supply and exhaust air:
  • The supply of hot air, preheated or as exhaust air of the system can lead, for example, in the winter months to snowmelt or de-icing on the roof and facade construction and allow only the use of energy and the desired sun and light.
  • The heat in the exhaust air, in particular by the effectiveness of the solar thermal elements 9, can be used by a heat exchanger 11, or directly in the form of hot air -.
  • Sound vibrations, which are transmitted due to the sound-soft design of the inner film 3 on that exhaust and / or supply air system, for example, can be extinguished by the involvement of a resonator 12; This solution is particularly effective in attenuating the frequencies around 1000 Hz in experience areas with increased volume output.

Der Kondensat- und Schwitzwasserbildung im Zwischenraum 5 ist natürlich ebenfalls Sorge zu tragen, z.B. durch die Anbringung von Entwässerungsstutzen oder Kondensatableiter 10 an den niedrigsten Stellen des Systems.Of course, the formation of condensate and condensation in the intermediate space 5 must also be taken care of, e.g. by installing drainage nozzles or steam traps 10 at the lowest points of the system.

Die Fig. 7 zeigt eine zusätzliche, aber weniger selektive Lärmminderungsmaßnahme durch die Integrierung eines Absorptions-Schalldämpfers 13, z. B. in das Abluftsystem der Dach- und Fassadenkonstruktion.Fig. 7 shows an additional but less selective noise reduction measure by the integration of an absorption silencer 13, e.g. B. in the exhaust system of the roof and facade construction.

Fig. 8 zeigt, dass die innere Folie 3 zum Ansaugen der Abluft der Anlage Öffnungen 14 aufweist und die dadurch eintretenden Luftmengen mit dem Abluftsystem der Dach-oder Fassadenkonstruktion einer Nachnutzung zugeführt werden können.Fig. 8 shows that the inner film 3 for sucking the exhaust air of the system has openings 14 and the thereby entering amounts of air with the exhaust system of the roof or facade construction of a re-use can be supplied.

Die erfindungsgemäße Dach- und Fassadenkonstruktion zeichnet sich durch eine sehr hohe Lichtdurchlässigkeit aus. Der Lichttransmissionsgrad erreicht je nach verwendeten Folienwerkstoff bis zu 96% und übertrifft damit Glaswerkstoffe.The roof and facade construction according to the invention is characterized by a very high light transmission. Depending on the film material used, the light transmittance reaches up to 96%, thus outperforming glass materials.

Ein weiterer Vorteil gegenüber den Glaswerkstoffen ist die extrem hohe Durchlässigkeit des natürlichen UV-Strahlungsspektrums vom Sonnenlicht. Dieses ist insbesondere für das Wachstum sensibler Pflanzentypen notwendig. Der Nutzer bekommt ein möglichst unverfälschtes Naturerlebnis und Lebensräume können in verschiedenen Formen dargestellt werden.Another advantage over the glass materials is the extremely high permeability of the natural UV radiation spectrum from sunlight. This is especially necessary for the growth of sensitive plant types. The user gets the most natural experience possible and habitats can be displayed in different forms.

Durch die hohe Transparenz kann der Treibhauseffekt genutzt werden. Dieser funktioniert bereits bei geringer Strahlung und hilft die Räumlichkeiten unter der erfindungsgemäßen Dach- und Fassadenkonstruktion "solar" zu erwärmen. Im Jahresschnitt wird es möglich sein unter Solarnutzung einen Wärmeüberschuß bilanzieren zu können.Due to the high transparency of the greenhouse effect can be used. This works even with low radiation and helps to heat the premises under the roof and facade construction of the invention "solar". In the annual average, it will be possible to account for a surplus of heat using solar power.

Hierfür wird vorgeschlagen, die "solaren" Energiemengen über kurze Perioden zu speichern. Beispielsweise kann der Luftstrom der aktiven Isolierung im mit Unterdruck beaufschlagten Zwischenraum 5 durch die Sonneneinstrahlung erwärmt und zu einem Warmwasser-Wärmerückgewinnungsspeicher im Abluftsystem geführt werden. Dadurch kann ein ökologisch sinnvoller Tag-/Nacht-Wärmeenergieausgleich ohne zusätzlicher externer Energiezufuhr in der Übergangszeit (Frühling und Herbst) realisiert werden.For this purpose, it is proposed to store the "solar" amounts of energy over short periods. For example, the air flow of the active insulation in the space 5 acted upon by negative pressure can be heated by the solar radiation and led to a hot water heat recovery accumulator in the exhaust air system. This can be an ecologically meaningful day / night heat energy balance without additional external energy supply in the transitional period (spring and autumn) can be realized.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abänderungen möglich. So könnten die Träger Rohre sein, es könnten Hohlprofile mit den verschiedensten Querschnitten verwendet werden. Die Absaugung von Luft aus dem Zwischenraum 5 könnte durch Öffnungen in den Folien und nicht durch die Hohlprofile 1 erfolgen.Numerous modifications are possible within the scope of the invention. Thus, the carrier tubes could be, it could be used hollow profiles with a variety of cross-sections. The extraction of air from the gap 5 could be done through openings in the films and not through the hollow sections 1.

Claims (20)

Dach- und Fassadenkonstruktion für Gebäude sowie Wellness- und Freizeitanlagen mit Trägern (1) und dazu angeordneten Abdeckelementen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckelemente aus mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten membranartigen Folien (2, 3) bestehen und im Zwischenraum (5) zwischen den beiden Folien (2, 3) ein Luftstrom geführt ist.Roof and facade construction for buildings and wellness and leisure facilities with carriers (1) and arranged thereon covering elements (2, 3), characterized in that the cover consists of at least two spaced-apart membrane-like films (2, 3) and in the space (5) between the two films (2, 3) an air flow is performed. Dach- und Fassadenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufrechterhaltung eines Unterdruckes im Zwischenraum (5) zwischen den beiden Folien (2, 3) Einrichtungen, wie z.B. ein Sauggebläse (6) vorgesehen sind.Roof and facade construction according to claim 1, characterized in that for maintaining a negative pressure in the intermediate space (5) between the two films (2, 3) means, such as a suction fan (6) are provided. Dach- und Fassadenkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Trägern (1) die äußere (2) und die innere Folie (3) ein konkaves Bauelement bilden.Roof and facade construction according to claim 1 or 2, characterized in that between the supports (1) the outer (2) and the inner foil (3) form a concave component. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Folie (2) stets einen von der Horizontalen ansteigenden Winkel (αF) aufweist.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer film (2) always has an angle rising from the horizontal (α F ). Dach- und Fasadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (2, 3) mindestens teilweise transparent sind.Roof and Fasadenkonstruktion according to one of claims 1 to 4, characterized in that the films (2, 3) are at least partially transparent. Dach- und Fasadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Folie (2) eine größere Wandstärke aufweist als die innere Folie (3).Roof and Fasadenkonstruktion according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer film (2) has a greater wall thickness than the inner film (3). Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger zwischen der äußeren (2) und inneren Folie (3) angeordnet und als Hohlprofile, vorzugsweise als Rohre (1) ausgebildet sind.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier between the outer (2) and inner film (3) and arranged as hollow profiles, preferably as tubes (1) are formed. Dach- und Fassadenkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile bzw. Rohre (1) Öffnungen (4) zum Zwischenraum (5) zwischen den Folien (2, 3) aufweisen, die der Abfuhr warmer Luft, Abfuhr feuchter Luft, Abfuhr abgekühlter Luft, Zufuhr von warmer Luft, Zufuhr von Abluft aus dem Inneren der Anlage und Zufuhr von kühler Luft, dienen.Roof and facade construction according to claim 7, characterized in that the hollow profiles or tubes (1) openings (4) to the intermediate space (5) between the films (2, 3), the removal of warm air, removal of moist air, removal cooled air, supply of warm air, supply of exhaust air from the inside of the system and supply of cool air, serve. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Folien, insbesondere der äußeren (2), photovoltaische Elemente (8) angeordnet sind.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 8, characterized in that on one of the films, in particular the outer (2), photovoltaic elements (8) are arranged. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Folien, insbesondere der inneren (3), solarthermische Elemente (9) angeordnet sind.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 9, characterized in that on one of the foils, in particular the inner (3), solar thermal elements (9) are arranged. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die äußere (2) als auch die innere Folie (3) wenigstens teilweise opak ausgebildet sind.Roof and facade construction according to one of claims 9 and 10, characterized in that both the outer (2) and the inner film (3) are at least partially opaque. Dach- und Fassadenkonstruktion nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die opaken und die transparenten Bereiche der beiden Folien (2, 3) derart versetzt sind, dass für die mittägliche Sonneneinstrahlung, insbesondere in den Sommermonaten, der Abschattungsgrad ein maximaler ist.Roof and facade construction according to claim 11, characterized in that the opaque and the transparent areas of the two films (2, 3) are offset in such a way that for the nocturnal sunlight, especially in the summer months, the degree of shading is a maximum. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile bzw. Rohre (1) Öffnungen an der tiefsten Stelle des Zwischenraumes (5) zwischen den beiden Folien (2, 3) aufweisen.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 12, characterized in that the hollow profiles or tubes (1) openings at the lowest point of the intermediate space (5) between the two films (2, 3). Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zweck der Schneeschmelze und der Enteisung Einrichtungen zum Vorwärmen der Zuluft und/oder der Abluft aus dem Inneren der Anlage vorgesehen sind.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 13, characterized in that for the purpose of snow melting and deicing means for preheating the supply air and / or the exhaust air from the interior of the system are provided. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die fühlbare Wärme und/oder die Feuchte der Abluft zum Zweck der Weiterverwendung der Energie ausgekoppelt, gegebenenfalls gespeichert, und als Nutz-Energie verwendet wird.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 14, characterized in that the sensible heat and / or the humidity of the exhaust air for the purpose of further use of the energy decoupled, optionally stored, and is used as useful energy. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Folie (3), ihre Wanddicke, ihr Stützenabstand sowie die Hohlprofile bzw. Rohre (1) mit den Öffnungen (4) derart ausgebildet sind, dass die Schalldämpfung von innen herrührenden Emissionsquellen, insbesondere in dem Frequenzbereich um 1000 Hz, ein Maximum ergibt.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 15, characterized in that the inner film (3), its wall thickness, column spacing and the hollow profiles or tubes (1) with the openings (4) are formed such that the sound attenuation resulting from inside emission sources, especially in the frequency range around 1000 Hz, a maximum. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Folie (3) Öffnungen (14) zum Ansaugen der Abluft der Anlage aufweist und die dadurch eintretenden Luftmengen mit dem Abluftsystem der Dachkonstruktion einer Nachnutzung zugeführt werden.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 16, characterized in that the inner film (3) openings (14) for sucking the exhaust air of the system and the thereby entering amounts of air are supplied to the exhaust system of the roof construction of a re-use. Dach- und Fassadenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass über der äußeren Folie (2) eine dritte Folie (15) angeordnet ist.Roof and facade construction according to one of claims 1 to 17, characterized in that above the outer film (2) a third film (15) is arranged. Dach- und Fassadenkonstruktion nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der äußeren Folie (2) und der dritten Folie (15) ein Überdruck angelegt ist.Roof and facade construction according to claim 18, characterized in that an overpressure is applied between the outer film (2) and the third film (15). Dach- und Fassadenkonstruktion nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Folie (15) als leicht austauschbare Opferfolie ausgebildet ist.Roof and facade construction according to claim 18 or 19, characterized in that the third film (15) is designed as an easily replaceable sacrificial film.
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