EP2167882A1 - Profil aus einem leichtmetallwerkstoff mit an diesem verlaufenden rohrelementen sowie das profil enthaltende vorrichtung - Google Patents

Profil aus einem leichtmetallwerkstoff mit an diesem verlaufenden rohrelementen sowie das profil enthaltende vorrichtung

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EP2167882A1
EP2167882A1 EP08759175A EP08759175A EP2167882A1 EP 2167882 A1 EP2167882 A1 EP 2167882A1 EP 08759175 A EP08759175 A EP 08759175A EP 08759175 A EP08759175 A EP 08759175A EP 2167882 A1 EP2167882 A1 EP 2167882A1
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EP
European Patent Office
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profile
profiles
plate
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roof
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Withdrawn
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EP08759175A
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Jan Rothe
Günter Bergmann
Daniel Simon Egger
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Constellium Switzerland AG
Original Assignee
Alcan Technology and Management Ltd
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    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Definitions

  • At least three foot profiles should be formed on the plate, and one of the outside foot profiles to be connected by means of a terminal strip to the plate whose parallel to the surface surface forms a step for supporting the other plate, so that both surfaces are aligned.
  • This plate is primarily used as a roof panel, but can also be used as a module for facades.
  • modules form an inventive device for creating a component, in particular a roof; a plurality of interconnected profiles are joined together to form a self-supporting module, the surfaces of which are superimposed by at least one photovoltaic layer, wherein its foot profiles are supported on an insulating layer.
  • This device is characterized by a module with PV cells, water connection and insulation elements.
  • At least one of the end edges of the associated component profiles is assigned a pipe approximately parallel and connected to the pipe elements.
  • the arrangement of the modules of light metal in the horizontal direction allows the use of long modules with reduced assembly costs.
  • Vertical modules for constant roof pitches are located in the direction of the water and allow a central distribution channel in the gable.
  • Fig. 1 an oblique view of a portion of the saddle roof of a building with parts of a solar system
  • Fig. 4 a reduced oblique view
  • FIG. 6 shows a roof section with two intermeshing, right-angled gables to the roof gable
  • Fig. 7 the roof profiles of Figure 6 without adjacent roof parts.
  • Zenit tubes 32 for hot water production are extruded directly with the roof profile 20, that is, only the water circuit or the pipe 40 must be connected.
  • photovoltaic layers 34 are defined, for example, as thin-film PV cells on the upper side of the modules, in particular adhesively bonded thereto.

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Abstract

Ein Profil (20) aus einem Leichtmetallwerkstoff mit zumindest einem zum Transport von wärmeführenden Medien an Gebäuden am Profil (20) verlaufenden Rohrelement (32) weist eine Dachplatte (24) und einseitig von dieser abragende, zwischen sich einen Zwischenraum (30) begrenzende Fußprofile (26) auf, wobei innerhalb des Zwischenraums (30) zumindest ein Rohrelement (32) innenseitig an die Dachplatte (24) angeformt ist. Bevorzugt wird das Rohrelement (32) zwischen zwei benachbarten Fußprofilen (26) angeordnet. Das Profil (20) wird mit den Rohrelementen (32) sowie den Fußprofilen (26) aus Leichtmetall stranggepresst. Dabei soll ein Fußprofil (26) einen etwa T-förmigen Querschnitt aufweisen, mit einem an die Dachplatte (24) angeformten Steg (27), an dessen andere Kante eine Basisplatte (28, 28a) angeformt ist.

Description

Profil aus einem Leichtmetallwerkstoff mit an diesem verlaufenden Rohrelementen sowie das Profil enthaltende
Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Profil aus einem Leichtmetallwerkstoff mit zumindest einem für den Transport von wärmeführenden Medien an Gebäuden am Profil verlaufenden Rohrelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem erfasst die Erfindung eine das Profil enthaltende Vorrich- tung.
Die GB 2,376,431 A beschreibt ein solches Profil in Form mehrerer aneinander angeschlossener Platten, die jeweils endwärts einen von ihnen abragenden Steg in Form einer Rohrhälfte enthalten; zwei von diesen Stegen werden zusammengeschlossen und bilden zum einen ein Führungsrohr für ein wärmeführendes Medium sowie zum anderen den Anschluss beider Platten aneinander. Das so zusammengesetzte Profil kann als Wärmeelement an einer Decke -- auch nach deren Herstellung -- angebracht werden.
In Kenntnis dieses — selbst keine konstruktiv tragende Bedeutung -- aufweisenden Einbauorgans hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine selbsttragende, großflächige Konstruktion aus Leichtmetall zu schaffen mit einer Funktionsintegration von Photovoltaik, Warmwasserversorgung und Isolation. Zudem soll mit einer selbsttragenden Dachkonstruktion die Montagezeit für damit ausgestattete Dächer vermindert werden, dies zudem für unterschiedliche Dach- konstruktionen.
Erfindungsgemäß weist das Profil eine Platte und einseitig von dieser abragende, einen Zwischenraum begrenzende Fußprofile auf; innerhalb des Zwischenraums ist zumindest ein Rohrelement innenseitig an die Platte angeformt und bildet den Weg der gewünschten Wärmeführung. Zudem soll das Rohrelement zwischen zwei benachbarten Fußprofilen des Profils angeordnet sein, bevorzugt in gleichen Abständen zu den benachbarten Fußprofilen.
Als günstig hat sich ein Fußprofil etwa T-förmigen Querschnitts erwiesen mit einem an die Platte angeformten Steg, an dessen anderen Kante eine Basisplatte angeformt ist; die Basisplatten ermöglichen eine stabile Lage des Profils in Einbauzustand.
Zudem sollen an die Platte zumindest drei Fußprofile angeformt sein, und eines der außenseitigen Fußprofile soll mittels eines Anschlussstreifens an die Platte angeschlossen sein, dessen zu deren Oberfläche parallele Oberfläche eine Stufe zur Auflage der anderen Platte bildet, so dass beide Oberflächen miteinander fluchten. Diese Platte wird vor allem als Dachplatte eingesetzt, kann aber auch als Modul für Fassaden verwendet werden.
Im Rahmen der Erfindung liegt, dass eine Längskante des Moduls, insbesondere der Dachplatte, eines benachbarten
Profils dem Anschlussstreifen aufliegt und die Basisplatte des angeformten Fußprofils einen äußeren Anschlussstreifen einer benachbarten Basisplatte untergreift.
Vorteilhafterweise können zwei benachbarte Profile miteinander klemmend so verbunden werden, dass ihre
Oberflächen miteinander fluchten.
Außerdem soll zwischen zwei benachbarten Basisplatten von Fußprofilen einer Dachplatte ein Bodenschlitz als Zugang zum Zwischenraum verlaufen; beispielsweise kann letzterer mit durch den Bodenschlitz geführten Dämmstoff gefüllt werden.
Um ein Dachmodul oder ein Wandmodul zu schaffen, soll auf der Oberfläche der Dachplatte des Dachprofils bzw. der Wand eine Photovoltaikschicht angeordnet sein. Zudem können die Basisplatten der Fußprofile des Dachprofils bzw. der Dachprofile auf einer Dämmschicht lagern. Dazu ist in letzterer zumindest ein Halteprofil festgelegt, das mit einem die Oberfläche der Dämmschicht übergreifenden Krümmungsbereich der Basisplatte eines Fußprofils des Dachprofils klemmend aufliegt. Jenes Halteprofil soll eine in der Dämmschicht festsitzende Basisplatte mit davon aufragend angeformtem Steg aufweisen, dessen freie Kante zu jenem Krümmungsbereich verformt ist. Letzterer liegt einer Kante der Basisplatte auf, ist also zum zugehörigen Steg hin gekrümmt. Die andere Kante verläuft unter Bildung eines Anschlussstreifens in Abstand zur Oberfläche der Dämmschicht .
Dazu hat es sich als günstig erwiesen, die an das Halteprofil angefügte Kante der Basisplatte etwa in einer Ebene mit dem Anschlussstreifen der anderen Kante der Basisplatte verlaufen zu lassen.
Mehrere solche Module bilden eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erstellen eines Bauteils, insbesondere eines Daches; mehrere miteinander verbundene Profile werden so zu einem selbsttragenden Modul zusammengefügt, dass dessen Oberflächen von zumindest einer Photovoltaikschicht überlagert sind, wobei seine Fußprofile auf einer Dämmschicht lagern. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch ein Modul mit PV-Zellen, Wasseranschluss sowie Isolationselementen aus.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zumindest einer der Stirnkanten der einander zugeordneten Bauteilprofile eine Rohrleitung etwa parallel zugeordnet sowie mit den Rohrelementen verbunden. Dazu ragen von der Rohrleitung Rohrstücke ab, die andernends jeweils mit einem der Rohrelemente von einem der Bauteilprofile verbunden sind.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die Rohrleitung der Vorrichtung etwa rechtwinkelig zu einer die Dachfläche begrenzenden Dachrinne verlaufen zu lassen. Mit der erfindungsgemäße Vorrichtung können sowohl Flach- und Pultdächer als auch Satteldächer konstruiert werden, letztere zudem als Pfettendächer mit einfach oder mit -- zumindest einer Mittelpfette enthaltenden — doppelt stehendem Stuhl. Die Module aus Leichtmetall führen zu einer Reduktion von Holz-Unterkonstruktionen.
Die Anordnung der Module aus Leichtmetall in horizontaler Richtung erlaubt den Einsatz langer Module mit gemindertem Montageaufwand. Vertikale Module für konstante Dachneigungen befinden sich in Laufrichtung des Wassers und erlauben einen zentralen Verteilkanal im Dachgiebel.
Insgesamt ergibt sich somit eine die vorstehende Aufgabe in bestechender Weise lösende Ausgestaltung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Fig. 1: eine Schrägsicht auf einen Teil des Satteldaches eines Gebäudes mit Teilen einer Solaranlage;
Fig. 2: einen vergrößerten und teilweise abgedeckten Abschnitt des Satteldaches mit Profilabschnitten während des Zusammenbauens sowie vor deren Endlage;
Fig. 3: einen vergrößerten Ausschnitt aus
Fig. 2 mit zwei Profilabschnitten in Endlage;
Fig. 4: eine verkleinerte Schrägsicht auf
Profilabschnitte an einem Dach;
Fig. 5: eine Stirnansicht eines Profilabschnittes mit zwei zugeordneten Schichten;
Fig. 6: einen Dachabschnitt mit zwei ineinandergreifenden, rechtwinke- lig zum Dachgiebel verlaufenden
Dachprofilen aus Leichtmetall;
Fig. 7: die Dachprofile der Fig. 6 ohne angrenzende Dachteile;
Fig. 8: eine Graphik zur Darstellung der
Modulhöhe . Ein Satteldach 10 besteht aus zwei in einem Winkel w zueinander geneigten Dachflächen 12, 12a. In der in Fig. 1 hinten liegenden Dachfläche 12a sind Dachrahmen 14 sowie in diesen firstwärts verlaufende Dachsparren 16 zu erkennen. Auf der dem Betrachter zugekehrten vorderen Dachfläche 12 sind mehrere Solareinheiten 18, 18a angebracht.
Gemäß Fig. 2, 3 wird die Dachfläche 12 von mehreren parallelen Dachprofilen 20 gebildet, deren miteinander fluch- tende Oberflächen 22 gemäß Fig.3 aneinandergrenzen und gemeinsam von zumindest einer Photovoltaikschicht 34 überdeckt sind.
Jedes der -- aus einer Leichtmetalllegierung stranggepress- ten -- Dachprofile 20 weist an einer jene Oberfläche 22 anbietenden Dachplatte 24 der Breite b und der Dicke e drei zueinander parallel angeformte Fußprofile 26 der Höhe h — T-artigen Querschnitts aus einem zur Dachplatte 24 rechtwinkeligen Steg 27 und einer zu ihr parallelen Basisplatte 28 der Dicke f -- auf, die zwei Zwischenräume 30 begrenzen.
Die in Fig. 3 linke Kante der Dachplatte 24 ist in Form eines Streifens 25 einer Breite g etwa entsprechend der Höhe der Plattendicke e abgesenkt und dient als Anschlussstrei- fen für die auf ihn aufgeschobene Längskante 23 der benachbarten Dachplatte 24; diese Längskante 23 begrenzt einen überstehenden streifenartigen Plattenabschnitt 24a. Dessen Breite gi entspricht etwa der doppelten Breite g jenes Streifens 25 an der anderen Plattenlängskante .
In Querschnittsmitte des Anschlussstreifens 25 ist der Steg 27 an eines der Fußprofile 26 angeformt. Dessen Basisplatte 28a weist ebenfalls einen -- zur Dachplatte 24 hin in einem dem Maß der Dicke f der Basisplatte 28 entsprechend abgesenkten -- Anschlussstreifen 25a auf, dank dessen die Basisplatte 28 des benachbarten Dachprofils 20 haltend unterschoben werden kann. Die beiden übereinander angeordneten Anschlussstreifen 25, 25a ermöglichen einen klemmenden Zusammenschluss zweier benachbarter Dachprofile 20. In einem die halbe lichte Breite des Zwischenraums 30 messenden Abstand i von den -- letzteren begrenzenden -- Stegen 27 verläuft an der Innenfläche der Dachplatte 24 ein Zenitrohr 32, dessen Innendurchmesser d dem Außendurchmesser di eines Krümmungsrohres 36 entspricht, das von einem Muffenabschnitt 38 einer parallel zu den Stirn- oder Endkanten 21 der Dachprofile 20 -- gemäß Fig. 4 bevorzugt im Querschnitt der in Längsrichtung von einer Dachrinne 17 unterfangenen Dachfläche 12 -- verlaufenden Rohrleitung 40 aufragt und mit dem Zenitrohr 32 zu verbinden ist. Der radiale Abstand n der Krümmungsrohre 36 entspricht somit dem radialen Abstand benachbarter Zenitrohre 32.
In Fig. 5 ist die Zuordnung der Photovoltaikschicht 34 sowie einer Dämmschicht 50 zu einem Dachprofil 20 als Modul skizziert, in Fig. 6 die Einbettung zweier miteinander in beschriebener Weise verbundener Dachprofile 20; deren Basisplatten 28, 28a sitzen der Oberfläche 48 einer Dämmschicht 50 auf. In letzterer lagert ein einstückiges Halteprofil 42 aus einer Basisplatte 44 und davon aufragendem Steg 45, dessen oberer -- zum Steg 27 weisender -- Krümmungsbereich 46 die Basisplatte 28a des benachbarten Fußprofils 26 überlagert und diese somit auf jener Oberfläche 48 hält.
Nicht dargestellt ist zum einen, dass gegebenenfalls auch die Zwischenräume 30 der Dachprofile 20 mit Dämmstoff gefüllt sein können, sowie zum anderen, dass parallel zu den Zenitrohren 32 in den Zwischenräumen 30 Kabelkanäle zu verlaufen vermögen.
Das Dachprofil 20 wird mit Isolation, einer PV-Zelle sowie dem Wasseranschluss zu einem einbaufertigen Modul; die Dachfläche 12 wird aus verschiedenen derartigen Modulen mit stranggepressten Dachprofilen 20 zusammengesetzt. So erhält man ein flexibles und tragendes Modulsystem, mit welchem verschieden breite Module zusammengestellt werden können. Die Module verlaufen in horizontaler Richtung und -- wenn möglich — wird ein einziges Modul über die gesamte Dachlänge gelegt.
Zenitrohre 32 für die Warmwassererzeugung werden direkt mit dem Dachprofil 20 extrudiert, d.h., dass nur noch der Wasserkreislauf bzw. die Rohrleitung 40 angeschlossen werden muss. Für Stromerzeugung werden Photovoltaikschichten 34 beispielsweise als Dünnschicht-PV-Zellen auf der Oberseite der Module festgelegt, insbesondere mit dieser verklebt.
Dank dieses erfindungsgemäßen Moduls, zu dessen Höhe Details der Fig. 8 zu entnehmen sind, kann durch die Integration der Funktionen viel Montageaufwand und auch ein Großteil der Unterkonstruktion eingespart werden. Die voll ausgestatteten Module müssen nur noch auf die reduzierte Unterkonstruktion gelegt werden, um das Dach fertigzustellen.
Wie schon erwähnt, ist außer der Verwendung der beschriebenen Profile 20 bzw. der Platten 24 auf Dächern auch deren Einsatz an anderen Gebäudefläche möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Profil aus einem Leichtmetallwerkstoff mit zumindest einem zum Transport von wärmeführenden Medien an Gebäuden am Profil verlaufenden Rohrelement,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Profil (20) eine Platte (24) und einseitig von diesen abragende, zwischen sich einen Zwischenraum (30) begrenzende Fußprofile (26) aufweist, wobei innerhalb des Zwischenraums zumindest ein Rohrelement (32) innenseitig an die Platte angeformt ist.
2. Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilelement (32) zwischen zwei benachbarten Fußprofilen (26) angeordnet ist.
3. Profil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mit den Rohrelementen (32) sowie den Fußprofilen (26) aus Leichtmetall stranggepresst ist.
4. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die querschnittlichen Abstände (i) des Rohrelements (32) von den beiden zugeordneten Fußprofilen (26) zueinander etwa gleich sind.
5. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Fußprofil (26) etwa T-förmigen Querschnitts, mit einem an die Platte (24) angeformten Steg (27), an dessen andere Kante eine Basisplatte (28, 28a) angeformt ist.
6. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (24) an einer Außenfläche eines Gebäudes angebracht ist.
7. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (24) als Dachplatte eingesetzt ist.
8. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die Platte (24), insbesondere an die Dachplatte, zumindest drei Fußprofile (26) angeformt sind sowie eines der einer Längskante der Dachplatte nahen Fußprofile mittels eines Anschlussstreifens (25) an die Dachplatte angeschlossen ist, dessen zu deren Oberfläche (22) parallele Oberfläche eine Stufe bildet (Fig. 3, 5) .
9. Profil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längskante (23) der Platte (24) eines benachbarten Profils (20) dem Anschlussstreifen (25) aufliegt, wobei die Basisplatte (28) des angeformten Fußprofils (26) einen äußeren Anschlussstreifen (25a) einer benachbarten Basisplatte (28a) untergreift.
10. Profil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Profile (20) miteinander klemmend verbunden sind und ihre Oberflächen (22) miteinander fluchten.
11. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Basisplatten (28, 28a) von Fußprofilen (26) einer Platte (24) ein Bodenschlitz (31) verläuft.
12. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass seine Zwischenräume (30) zumindest teilweise mit Dämmstoff gefüllt sind.
13. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche (22) der Platte (24) eine Photovoltaikschicht (34) angeordnet ist.
14. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatten (28, 28a) der Fußprofile (26) des Dachprofils bzw. der Dachprofile (20) auf einer Dämmschicht (50) angeordnet sind, in der bevorzugt zumindest ein Halteprofil (42) festgelegt ist, das mit einem die Oberfläche (48) der Dämmschicht übergreifenden Krümmungsbereich (46) einer der Basisplatte (28, 28a) angeformten Steges (45) eines Fußprofils (26) klemmend aufliegt.
15. Profil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteprofil (42) eine in der Dämmschicht (50) gehaltene Basisplatte (44) mit davon aufragend angeformtem Steg (45) aufweist und dessen freie Kante zum Krümmungsbereich (46) geformt ist.
16. Profil nach Anspruch 9 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsbereich (46) des Halteprofils (42) einer Kante der Basisplatte (28a) aufliegt, deren andere Kante unter Bildung eines
Anschlussstreifens (25a) in Abstand zur Oberfläche
(48) der Dämmschicht (50) verläuft, wobei bevorzugt die an das Halteprofil (42) angefügte Kante der Basisplatte (28a) etwa in einer Ebene mit dem Anschlussstreifen (25a) der anderen Kante der Basisplatte angeordnet ist (Fig. 6) .
17. Profil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres der
Zeichnung und/oder der Beschreibung entnehmbares Merkmal .
18. Vorrichtung zum Erstellen einer Bauwerksfläche mit einem Profil nach wenigstens einem der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere miteinander verbundene Profile (20) so zu einem selbsttragenden Modul zusammengefügt sind, dass dessen Oberflächen (22) von zumindest einer Photovoltaikschicht (34) überlagert sind und dessen Fußprofile (26) auf einer Dämmschicht (50) lagern.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein Modul mit PV-Zellen (34), Wasseranschluss (40) sowie Isolationselementen (50).
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Stirnkanten
(21) der einander zugeordneten Profile (20) eine Rohrleitung (40) etwa parallel zugeordnet sowie diese mit den Rohrelementen (32) verbunden ist, wobei bevorzugt radial von der Rohrleitung (40) abragende Rohrstücke (36) andernends jeweils mit einem Rohrelement (32) eines der Profile (20) verbunden sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass deren Rohrleitung (40) etwa rechtwinkelig zu einer eine Dachfläche (12) begrenzenden Dachrinne (17) verläuft.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, gekennzeichnet durch zumindest ein weiteres der
Beschreibung und/oder der Zeichnung entnehmbares Merkmal .
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