EP2511439B1 - Anordnung und Vorrichtung zum Temperieren von Tramköpfen - Google Patents

Anordnung und Vorrichtung zum Temperieren von Tramköpfen Download PDF

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EP2511439B1
EP2511439B1 EP12162831.7A EP12162831A EP2511439B1 EP 2511439 B1 EP2511439 B1 EP 2511439B1 EP 12162831 A EP12162831 A EP 12162831A EP 2511439 B1 EP2511439 B1 EP 2511439B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
assembly according
recess
sheet
building wall
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP12162831.7A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2511439A3 (de
EP2511439A2 (de
Inventor
Paul Wegerer
Thomas Bednar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Wien
Original Assignee
Technische Universitaet Wien
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Publication date
Application filed by Technische Universitaet Wien filed Critical Technische Universitaet Wien
Publication of EP2511439A2 publication Critical patent/EP2511439A2/de
Publication of EP2511439A3 publication Critical patent/EP2511439A3/de
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Publication of EP2511439B1 publication Critical patent/EP2511439B1/de
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/70—Drying or keeping dry, e.g. by air vents

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for avoiding condensation on a built in a building wall, in particular outer wall, a building head of a beam, in particular wooden beam (Holztrams), according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a device for the purpose mentioned is used.
  • the temperature field is displaced in the wall cross-section, the temperature gradient in the inner insulating layer is stronger than in the load-bearing wall.
  • the temperature decreases greatly on the outside of the insulation. This can cause the dew point temperature to fall below.
  • condensate forms between the insulation layer and the existing structure, which can lead to moisture penetration of the insulation and mold fungus formation.
  • a remedy is provided by vapor barriers which, while minimizing moisture ingress from the room air, at the same time slow down the drying out of the construction.
  • the moisture input from the outside is considerable.
  • the drying potential inside is an essential factor that must be taken into account when planning the internal insulation measure.
  • water vapor has the tendency to flow from warm to cold climate. This process is based on the fact that warm air can absorb more moisture than cold air. Moves warm and moisture-enriched air through Diffusion or convection within the outer wall or the insulating layer from the warmer to the colder place - usually from inside to outside - leads to the formation of liquid water as soon as the dew point is reached. This process is further exacerbated by the provision of internal insulation, since the cold area of the construction is displaced inwards. At flaws or constructive connection details that allow a flow through the construction, there is thus an increased risk of condensation.
  • the confluence of a wooden tram in an outer wall represents a thermal bridge in an internally insulated wall construction. This is primarily due to the fact that the insulating layer is pierced by the Holztram.
  • the ceiling beam protrudes into the cold area of the structure and is therefore exposed to a thermal and hygric load.
  • the connection area of the tram to the construction of the interior insulation additionally represents a potential air path through which warm, humid room air can reach behind the insulation layer or into the support area of the ceiling beam.
  • the risk of condensation is exacerbated here because the condensate can already occur in the entire support area of the floor joists due to the low temperature level. Damage to the Holztramköpfen are inevitable in changing humidity conditions with condensation water failure.
  • the stated object is achieved by an arrangement according to claim 1.
  • the term “next to the head” explicitly includes the possibility that the body may be located on or under the head.
  • the solution according to the invention is based on the principle of heating the wooden beam head in order to reduce or completely prevent condensation in the ceiling connection area.
  • an indirect heating of the beam head is proposed, in which the heat transport device provides for the supply of heat from a heat source which is outside the wall and the beam, e.g. in the interior of the building or on the wall inside surface. This is easy to do despite the cramped space on the beam head and at the same time avoids having to mount their own heating elements in the region of the recess of the wall.
  • the invention is mainly of relevance for buildings with preserved or listed facades or ceiling constructions. In these buildings, the attachment of an external thermal insulation is not possible. With the help of the tram head heating it is possible to install an internal insulation while maintaining the wooden trimmed ceiling and so carry out a thermal renovation of the building.
  • the at least one heat-transporting device may preferably extend along a side surface of the beam head, allowing for easy attachment of the device.
  • two devices may be provided, thus on either side of the beam depending on a device, which lie opposite each other in each case along one of the side surface of the beam head.
  • the paired mounting of the heat transport device according to the invention allows a better utilization of the heat output of the heat source. This results in a favorable geometry in that the projecting end down, for example, obliquely, is led out to substantially below the beam.
  • the heat transporting device may extend along an upper surface of the beam head, resulting in a significantly simplified mounting form.
  • the heat-transporting device may be disposed adjacent the outer surface of the beam head.
  • This outer surface may be an upper or lateral surface of the beam, in special cases also a lower surface.
  • the body may have a plurality of holes distributed over the surface of the blade.
  • connection region is designed as a body-integral, bent end piece which is in thermal contact with a heating tube serving as a heat source, preferably by a welded or soldered connection.
  • the body may have a trapezoidal basic shape, with a bevelled end of the trapezium is selected according to the inclination, with which the body runs next to the beam to the building wall out. This enables an improved distribution of the supplied heat at the beam head.
  • a heat transport device which is designed for use in an arrangement according to the invention and, as already mentioned, a leaf-shaped body which can be inserted next to a head of a beam between an outer surface of the beam and an inner surface of a building wall facing the beam and which has an in the inserted state protruding from the recess end, and has a connection area arranged at this end, which is thermally conductively connected to the body and thermally conductively connected to a heat source.
  • the embodiments of the invention described below relate to an example of a stock construction tested in a building, but are by no means to be construed as limited to a building of this type.
  • the building is a four-storey industrial complex built around 1900, which was listed as a historical monument because of its historical facades.
  • the outer walls of the building are made of 60 cm thick brickwork, with visible bricks on the outside. On the inside, the masonry is mostly plastered.
  • the ceiling constructions consist of wooden trellis ceilings, whose trunks (beams) open into the outer walls.
  • the wooden trunks have a dimension of 20 ⁇ 30 cm and store 25 cm deep in the brickwork. There is an airspace at the front of each tram head.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an arrangement according to the invention. Shown is the ceiling connection area of a tram 1 in an outer wall 10 of the building in a sectional view along a vertical plane which substantially coincides with a side surface of the tram 1 shown.
  • the in Fig. 1 right side of the wall 10 corresponds to the interior of the building.
  • the head 2 of the tram 1 is mounted in a recess 11 of the wall 10, wherein in front of the end face of the tram head 2, a free air space 12 remains, which allows thermal compensation movements of the tram head.
  • the outer wall 10 is provided with an inner insulation 13 in the form of a filled with mineral wool facing shell with Gipskartonbeplankung 18.
  • the tram 1 pierces this construction and thus forms a thermal bridge, which is to be defused using the inventive arrangement.
  • the heat energy introduced for this purpose is supplied by a insulated heating pipe 3 and passed to the ceiling support using the arrangement described below.
  • the embodiment shown includes two laterally taken of the tram head réelleleitbleche 4, 4 '(only the plate 4 is in Fig. 1 visible, but see Fig. 2 ), which serve as a heat transport device according to the invention and are in thermally conductive connection with the aforementioned heating pipe 3.
  • the heating pipe runs transversely to the ceiling beam 1 and parallel to the outer wall 10, about 5 cm from the wall surface and the ceiling joists. It is insulated throughout, for example, with its own insulation 17, with the exception of the connection areas of the réelleleitbleche. These are preferably insulated separately.
  • Each tillleitblleich 4 comprises a leaf-shaped body 5 and an adjoining connecting part or region 7, via which the heat conducting 4 welded on both sides of the beam head to the heating pipe or soldered or permanently and very good heat conduction connected to the heating pipe.
  • the thermal connection with the heating pipe can be formed in addition to or instead of a welded joint with a thermal compound.
  • the body 5 preferably merges integrally into the connection part 7.
  • the body 5 is formed for example in the form of a metal strip made of aluminum or other good heat conducting material.
  • the body 5 of a heat conducting sheet 4 is guided into the joint between masonry and Holztram until it rests against the outer boundary of the cavity 11 behind the beam head (i.e., the end face of the outer wall in the recess).
  • the heat-conducting sheet 4 may be made of various materials, preferably metals. Basically aluminum offers a very good strength in combination with a good thermal conductivity. Alternatively, copper sheet can be used, which, although having a very good thermal conductivity, but relatively soft and should therefore be used only in large joint widths and low pressure and in the above-described open installation. In addition, with copper sheet on the corrosion protection to pay attention. In special cases, sheet steel can also be used. It is very dimensionally stable, but offers a relatively poor thermal conductivity and must be protected against corrosion.
  • Fig. 2 shows the shape of the two réelleleitbleche 4, 4 ', which in the arrangement of Fig. 1 be used.
  • the two sheets are mirror images of each other.
  • the connection part 7, 7 ' has a transition region 8, 8' which realizes a rotation of the metal sheet about 90 ° about the central axis.
  • This twisting is achieved, for example, by a number of bends (in Fig. 2 represented by broken lines) realized, which are formed as bending edges or more precisely bending points with a small radius of curvature in the transition region 8, 8 '.
  • the twisting can also be done in other ways, for example via a uniform twist as in FIGS. 7 and 8 shown.
  • the transition region 8, 8 ' is in the installed state advantageously directly after the exit point of the body 5, 5' from the wall.
  • the actual connection part 7 has a bending of the sheet, which corresponds to the size of the pipe diameter.
  • the body 5, 5 ' has the shape of a strip with parallel longitudinal edges and with a bevelled front end 6, 6'.
  • the angle of this chamfer is chosen in correspondence with the inclination of the heat conducting plate 4, 4 'in the joint between wood and masonry. The steeper the sheet metal is inserted into the joint, the more the sheet must be pointed at the end 6, 6 ', in order to achieve the largest possible contact with the underlying brickwork.
  • the metal strips forming the body 5 of a soupleitbleches can be different width and thickness. These parameters depend mainly on the required stability of the sheet metal strip, the width of the joint and the required energy input. The wider the sheet metal in the joint, the more stable it is when it is driven into the joint, but it is also the impact resistance due to wall friction higher. In addition, the heat flow in the surrounding masonry is greater than a narrow plate, which can initiate more energy into the cavity at the Tramkopfstirn Chemistry. A sheet with a large cross-sectional area can carry more heat than a sheet with a small cross-section. By changing the cross-sectional area and thus correlating heat flow is It is possible, on the one hand, to vary the temperature at the end of the tram head and, on the other hand, the temperature in the heating tube.
  • connection region 7 and the body 5 of the heat-conducting device 4 are preferably integral with one another, e.g. formed from one and the same metal strip, but they may also be formed of interconnected parts, which have been combined by a heat-conductive connection with each other, for example by a welded joint or gluing with a thermally conductive adhesive (thermal grease).
  • thermally conductive adhesive thermally conductive adhesive
  • the said temperature increase is sufficiently large that the temperature at the beam heads is reliably maintained above the dew point and, as a result, drying out of the air space can be achieved.
  • a tram blanket can also be permanently refurbished and preserved in the event that an interior insulation is present.
  • the heat conducting plates are hammered into the joint between the wooden tram and the lateral masonry.
  • the sheets are applied to the masonry and / or the wooden beam.
  • there is a heat outflow which, however, is very small in comparison with the heat conduction in the metal sheet.
  • the heat energy is better conducted to the beam head end and heats the essential area with a low total energy input.
  • the necessary flow temperature of the heating depends on the climatic conditions in the room and on the façade. Since one can assume a nearly constant room climate, the regulation of the additional heating should consider the outside temperature. ever the outside air temperature is lower, the more heating power must be supplied. It has been shown that a regulation dependent on the internal climate is not necessary.
  • a variant 14, 14 'of the heat conducting plates is shown, in which the front end 16, 16' of the body 15, 15 'is straight, ie at right angles to the longitudinal edges.
  • This variant can be used if it is sufficient that the end 16, 16 'ends without contact with the masonry surface in the inner air space 12.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a heat transport device according to the invention, namely a dressingleitblech 24 with a tapering towards the terminal portion shape of the body 25 and a comparatively high, straight end 26 in the air space 12.
  • This shape serves the improved distribution of heat at the beam head.
  • An essential parameter for shaping is the heat flow required in the sheet metal.
  • the cross section of the baffle must be defined. The goal must be to achieve a certain temperature at the end face of the tram head with the least expenditure of energy.
  • a large baffle cross section can transport more energy with the same heat flux density than a small baffle cross section. Therefore, it is useful to use trapezoidal, tapered baffles 24. These can provide optimal distribution of the heat energy at the beam head 2.
  • the shape of the terminal portion 27 of the cherriesleitblechs 24 corresponds to that of the connecting part 8 of FIGS. 2 and 3 ,
  • Fig. 4 The embodiment of the Fig. 4 is shown by way of example without internal insulation. Of course, as required, this embodiment with internal insulation (see. Fig. 1 and 5 ). Conversely, the other embodiments could be used in walls without Inndämmung.
  • Fig. 5 shows another embodiment of the invention with a single perennial leitblech 34, which extends at the front and the top of the beam head and is in communication with a running over the tram 1 heating pipe 33.
  • a located above the beam head shallleitblechs 34 is welded on the room side to a heating pipe 33 and extends over the end face of the beam head, which is tempered in this way.
  • the Width of the sheet 34 may be part of the width of the beam or preferably substantially the entire width.
  • This embodiment is based on the possibility of general renovations with accompanying ceiling renovation and possibly applying an internal insulation to make the Holztramkmü accessible from above, the bearing areas are freed. This brings with it the advantageous effect that the condition of the wooden beams can be controlled. In addition, it is possible in this case to position a heat conducting plate exactly so that the heat input takes place at the optimum location on the end face of the beam head.
  • Fig. 6 shows a further embodiment of the heat transport device 64 according to the invention, in which the body 65 has a perforation with a plurality of holes (perforated plate):
  • perforated plate In moisture-contaminated structures, it may be useful to use perforated bathleitbleche.
  • the perforated sheet allows a moisture exchange between Holztram and masonry. This prevents moisture accumulation and facilitates the diffusion of moisture.
  • FIGS. 7 and 8 show dressingleitbleche 74, 84 with bodies 75, 85 with different types of perforation, namely circular holes in the body 75 of the variant of Fig. 7 and square holes in the body 85 of the variant of Fig. 8 ,
  • the shape and size of the perforation are exemplary only and other shapes and sizes may also be used.
  • perforated sheet metal body 65, 75, 85 otherwise corresponds to the non-perforated, with large perforated sheets provide a higher stability and better heat input.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vermeidung von Tauwasserbildung an einem in eine Bauwerkswand, insbesondere Außenwand, eines Bauwerks integrierten Kopf eines Balkens, insbesondere Holzbalkens (Holztrams), gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung, die zu dem genannten Zweck eingesetzt wird.
  • Eine Anordnung der genannten Art ist in DE 103 16153 A1 beschrieben. Zum Begrenzen der Holzfeuchte in einem Balkenkopf mit vorgelagertem Ausgleichsraum wird in einer Außenwand eine Wärmebrücke mit dem Innenraum des Bauwerks hergestellt. Ein wärmeleitendes Formstück reicht von der Innenraumluft durch den Balkenkopf in die Mitte der Stirnseite des Balkens. Dabei wird lediglich Wärme aus der Raumluft übertragen; es erfolgt kein Eintrag von Wärmeenergie durch Heizungselemente. Eine Temperierung ohne zusätzliche Heizung ist als nicht ausreichend einzustufen. Zudem haben Versuche der Anmelderin gezeigt, dass bei innengedämmten Außenwandkonstruktionen eine Zusatzheizung unabdingbar ist.
  • Bei der Innendämmung von Außenbauteilen wird das Temperaturfeld im Wandquerschnitt verschoben, wobei das Temperaturgefälle in der innen liegenden Dämmschicht stärker ist als in der tragenden Wand. Dadurch sinkt insbesondere während der kalten Jahreszeit die Temperatur an der Außenseite der Dämmung stark ab. Dies kann dazu führen, dass die Taupunkttemperatur unterschritten wird. In diesem Fall bildet sich Kondensat zwischen der Dämmschicht und der Bestandskonstruktion, was zu einer Durchfeuchtung der Dämmung und zu Schimmelpilzbildung führen kann. Abhilfe schaffen Dampfbremsen, die zwar einen Feuchteeintrag aus der Raumluft minimieren, gleichzeitig jedoch das Austrocknen der Konstruktion verlangsamen. Vor allem bei mit Schlagregen belasteten Fassaden ist der Feuchteeintrag von außen beträchtlich. In diesen Fällen ist das Trocknungspotential nach innen ein wesentlicher Faktor, der bei der Planung der Innendämmmaßnahme berücksichtigt werden muss.
  • Grundsätzlich hat Wasserdampf das Bestreben, von warmem zu kaltem Klima zu strömen. Dieser Vorgang beruht auf der Tatsache, dass warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann als kalte Luft. Bewegt sich warme und mit Feuchtigkeit angereicherte Luft durch Diffusion oder Konvektion innerhalb der Außenwand oder der Dämmschicht vom wärmeren zum kälteren Ort - meist von innen nach außen - kommt es zur Bildung flüssigen Wassers, sobald der Taupunkt unterschritten wird. Dieser Vorgang wird durch das Anbringen einer Innendämmung zusätzlich verschärft, da der kalte Bereich der Konstruktion nach innen verschoben wird. An Fehlstellen oder konstruktiv bedingten Anschlussdetails, die eine Durchströmung der Konstruktion zulassen, besteht somit ein erhöhtes Risiko der Tauwasserbildung.
  • Die Einmündung eines Holztrams in eine Außenwand stellt bei einer innengedämmten Wandkonstruktion eine Wärmebrücke dar. Das liegt in erster Linie daran, dass die Dämmschicht mit dem Holztram durchstoßen wird. Der Deckenbalken ragt in den kalten Bereich der Konstruktion und ist dadurch einer thermischen und hygrischen Belastung ausgesetzt. Der Anschlussbereich des Trams an die Konstruktion der Innendämmung stellt zusätzlich einen potentiellen Luftpfad dar, durch den warme, feuchte Raumluft hinter die Dämmschicht bzw. in den Auflagerbereich des Deckenbalkens gelangen kann. Im Unterschied zu einer nicht innen gedämmten Konstruktion wird hier das Risiko für Tauwasserbildung verschärft, da das Kondensat aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus bereits im gesamten Auflagerbereich der Deckenbalken auftreten kann. Schäden an den Holztramköpfen sind bei wechselnden Feuchtebedingungen mit Tauwasserausfall vorprogrammiert.
  • Aus dem Gesagten ergibt sich, dass bei der thermischen Sanierung von Gebäuden mit Holztramdecken mittels einer Innendämmung eine genaue Untersuchung der Deckenanschlussbereiche erforderlich ist. Es muss verhindert werden, dass die Innendämmmaßnahme zu einer Taupunktunterschreitung im Auflagerbereich führt. Die Erfinder haben gefunden, dass dies in sehr vorteilhafter Weise durch eine Temperierung des Tramkopfs erreicht werden kann, wobei der Energieaufwand so gering wie möglich sein sollte. Um dies zu bewerkstelligen, ist es zweckmäßig, wenn die Wärmeenergie direkt an die maßgebliche Stelle, nämlich die Stirnfläche des Balkenkopfes, eingeleitet wird.
  • Die gestellte Aufgabe wird von einer Anordnung gemäß dem Anspruch 1. Hierbei schließt der Begriff "neben dem Kopf" ausdrücklich die Möglichkeit ein, dass der Körper auf oder unter dem Kopf befindlich sein kann.
  • Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf dem Prinzip der Beheizung des Holzbalkenkopfes, um Tauwasserbildung im Deckenanschlussbereich zu verringern oder ganz zu verhindern. Hierbei wird eine indirekte Erwärmung des Balkenkopfes vorgeschlagen, bei welcher die Wärmetransportvorrichtung für die Zufuhr der Wärme von einer Wärmequelle sorgt, die sich außerhalb der Wand und des Balkens befindet, z.B. im Innenraum des Bauwerks oder an der Wandinnenoberfläche. Dies ist trotz der beengten Platzverhältnisse am Balkenkopf leicht zu bewerkstelligen und vermeidet zugleich, eigene Heizelemente im Bereich der Ausnehmung der Wand montieren zu müssen.
  • Die Erfindung ist hauptsächlich für Gebäude mit erhaltenswerten oder denkmalgeschützten Fassaden oder Deckenkonstruktionen von Relevanz. Bei diesen Gebäuden ist das Anbringen einer außenliegenden Wärmedämmung nicht möglich. Mit Hilfe der Tramkopfheizung kann bei gleichzeitiger Erhaltung der Holztramdecke eine Innendämmung angebracht und so eine thermische Gebäudesanierung ausgeführt werden.
  • Die zumindest eine wärmetransportierende Vorrichtung kann vorzugsweise entlang einer Seitenfläche des Balkenkopfes verlaufen, was eine einfache Anbringung der Vorrichtung gestattet. Hierbei können zwei Vorrichtungen vorgesehen sein, somit beiderseits des Balkens je eine Vorrichtung, die zueinander gegenüber liegend jeweils entlang einer der Seitenfläche des Balkenkopfes verlaufen. Das paarweise Anbringen der erfindungsgemäßen Wärmetransportvorrichtung ermöglicht eine bessere Ausnutzung der Heizleistung der Wärmequelle. Hierbei ergibt sich eine günstige Geometrie dadurch, dass das herausragende Ende nach unten, beispielsweise schräg verlaufend, bis im Wesentlichen unterhalb des Balkens herausgeführt ist.
  • Alternativ dazu kann die wärmetransportierende Vorrichtung entlang einer Oberseite des Balkenkopfes verlaufen, was eine deutlich vereinfachte Montageform ergibt.
  • Des Weiteren ist es günstig, um ein zuverlässiges Temperieren der Stirnfläche des Balkenkopfes bzw. des dort befindlichen Freiraums zu erreichen, wenn sich der Körper der Wärmetransportvorrichtung im Wesentlichen bis zu einer Stirnfläche der Ausnehmung erstreckt.
  • Zudem kann die wärmetransportierende Vorrichtung der Außenfläche des Balkenkopfes anliegend angeordnet sein. Diese Außenfläche kann eine obere oder seitliche Fläche des Balkens sein, in besonderen Fällen auch eine untere Fläche.
  • Um die Verteilung von Feuchtigkeit im Bereich des Balkenkopfes zu verbessern, kann der Körper eine Vielzahl von über die Fläche des Blattes verteilten Löchern aufweisen.
  • Ein effizienter Wärmeschluss mit der Wärmequelle kann erreicht werden, wenn der Anschlussbereich als ein mit dem Körper einstückiges, gebogenes Endstück ausgeführt ist, welches mit einem als Wärmequelle dienenden Heizungsrohr in Wärmekontakt steht, vorzugsweise durch eine geschweißte oder gelötete Verbindung.
  • Außerdem kann der Körper eine trapezartige Grundform aufweisen, wobei ein abgeschrägtes Ende des Trapezes entsprechend der Neigung gewählt ist, mit der der Körper neben dem Balken zur Bauwerkswand hin verläuft. Dies ermöglicht eine verbesserte Verteilung der zugeführten Wärme am Balkenkopf.
  • Die oben genannte Aufgabe wird in gleicher Weise von einer Wärmetransportvorrichtung gelöst, die zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgelegt ist und wie bereits erwähnt einen blattförmigen Körper, welcher neben einem Kopf eines Balkens zwischen einer Außenfläche des Balkens und einer dem Balken zugewandten Innenfläche einer Bauwerkswand einführbar ist und welcher ein im eingeführten Zustand aus der Ausnehmung herausragendes Ende aufweist, sowie einen an diesem Ende angeordneten Anschlussbereich aufweist, welche mit dem Körper wärmeleitend verbunden und an eine Wärmequelle wärmeleitend anschließbar ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung entsprechen den hier beschriebenen Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung zur Vermeidung von Tauwasserbildung.
  • Die Erfindung samt weiteren Vorzügen und Weiterbildungen wird im Folgenden anhand einiger beispielhafter, nicht einschränkender Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Die Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine Anordnung einer Tramkopfheizung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    Fig. 2
    die als Wärmetransportvorrichtungen dienenden Wärmeleitbleiche der Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Variante der Wärmeleitbleche mit geraden Enden;
    Fig. 4
    ein anderes Ausführungsbeispiel mit trapezförmigem Körper des Wärmeleitblechs;
    Fig. 5
    ein weiteres Ausführungsbeispiel mit oben liegendem Wärmeleitblech;
    Fig. 6
    noch ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem gelochten Blechkörper; sowie
    Fig. 7 und 8
    Wärmeleitbleche mit verschiedenen Arten der Lochung.
  • Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf ein Beispiel einer Bestandskonstruktion, die in einem Gebäude getestet wurden, sind aber keineswegs auf ein Gebäude dieser Art eingeschränkt anzusehen. Das Gebäude ist eine um 1900 erbaute vierstöckige Industrieanlage, die aufgrund ihrer historischen Fassaden unter Denkmalschutz gestellt wurde. Die Außenwände des Gebäudes bestehen aus 60 cm dickem Ziegelmauerwerk, wobei an der Außenseite Sichtziegel angebracht sind. An der Innenseite ist das Mauerwerk großteils verputzt. Die Deckenkonstruktionen bestehen aus Holztramdecken, deren Träme (Balken) in die Außenwände einmünden. Die Holzträme haben eine Dimension von 20 × 30 cm und lagern 25 cm tief im Ziegelmauerwerk auf. An der Stirnseite jedes Tramkopfs ist ein Luftraum vorhanden.
  • Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung. Gezeigt ist der Deckenanschlussbereich eines Trams 1 in einer Außenwand 10 des Bauwerks in einer Schnittansicht entlang einer vertikalen Ebene, die mit einer Seitenfläche des gezeigten Trams 1 im Wesentlichen zusammenfällt. Der in Fig. 1 rechts der Wand 10 gezeigte Bereich entspricht dem Innenraum des Gebäudes. Der Kopf 2 des Trams 1 ist in einer Ausnehmung 11 der Wand 10 gelagert, wobei vor der Stirnfläche des Tramkopfes 2 ein freier Luftraum 12 verbleibt, der thermische Ausgleichbewegungen des Tramkopfes ermöglicht. Die Außenwand 10 ist mit einer Innendämmung 13 in Form einer mit Mineralwolle gefüllten Vorsatzschale mit Gipskartonbeplankung 18 versehen. Der Tram 1 durchstößt diese Konstruktion und bildet somit eine Wärmebrücke, die mithilfe der erfindungsgemäßen Anordnung entschärft werden soll. Die hierzu eingebrachte Wärmeenergie wird von einem gedämmten Heizungsrohr 3 geliefert und mithilfe der nachfolgend beschriebenen Anordnung zum Deckenauflager geleitet.
  • Die gezeigte Ausführungsform beinhaltet zwei seitlich des Tramkopfes eingeschlagene Wärmeleitbleche 4, 4' (nur das Blech 4 ist in Fig. 1 sichtbar, siehe jedoch Fig. 2), welche als Wärmetransportvorrichtung gemäß der Erfindung dienen und mit dem bereits erwähnten Heizungsrohr 3 in wärmeleitender Verbindung stehen. Das Heizungsrohr verläuft quer zu dem Deckenbalken 1 und parallel zur Außenwand 10, und zwar ca. 5 cm von der Wandoberfläche und den Deckenbalken entfernt. Es ist im gesamten Verlauf gedämmt, z.B. mit einer eigenen Dämmung 17, mit Ausnahme der Anschlussbereiche der Wärmeleitbleche. Diese werden vorzugsweise separat überdämmt.
  • Jedes Wärmeleitbleich 4 umfasst einen blattförmigen Körper 5 und einen daran anschließenden Anschlussteil oder -bereich 7, über den die Wärmeleitbleche 4 beiderseits des Balkenkopfs an das Heizungsrohr angeschweißt oder angelötet bzw. dauerhaft und sehr gut wärmeleitend mit dem Heizungsrohr verbunden sind. Um die thermische Verbindung zu verbessern, kann die thermische Verbindung mit dem Heizungsrohr zusätzlich oder anstelle einer Schweißverbindung mit einer Wärmeleitpaste gebildet sein.
  • Der Körper 5 geht vorzugsweise einstückig in den Anschlussteil 7 über. Der Körper 5 ist beispielsweise in Form eines Blechstreifens aus Aluminium oder anderen gut wärmeleitenden Material ausgebildet. Beiderseits des Tramkopfs wird jeweils der Körper 5 eines Wärmeleitblechs 4 in die Fuge zwischen Mauerwerk und Holztram geführt, bis er an der Außenbegrenzung des Hohlraumes 11 hinter dem Balkenkopf (d.h. die Stirnseite der Außenwand in der Ausnehmung) ansteht.
  • Das Wärmeleitblech 4 kann aus verschiedenen Materialien, vorzugsweise Metallen, hergestellt werden. Grundsätzlich bietet Aluminium eine sehr gute Festigkeit in Kombination mit einer guten Wärmeleitfähigkeit. Alternativ kann Kupferblech zum Einsatz kommen, das zwar eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, jedoch relativ weich und daher nur bei großen Fugenbreiten und geringem Einpressdruck sowie beim oben beschriebenen offenen Einbau angewendet werden sollte. Außerdem ist bei Kupferblech auf den Korrosionsschutz zu achten. In besonderen Fällen kann auch Stahlblech zum Einsatz kommen. Es ist sehr formstabil, bietet jedoch eine relativ schlechte Wärmeleitfähigkeit und muss vor Korrosion geschützt werden.
  • Fig. 2 zeigt die Form der beiden Wärmeleitbleche 4, 4', die in der Anordnung der Fig. 1 verwendet werden. Die beiden Bleche sind zueinander spiegelbildlich geformt. Um eine gute thermische Verbindung mit dem Heizungsrohr 3 herstellen zu können, weist der Anschlussteil 7, 7' einen Übergangsbereich 8, 8' auf, der eine Verdrehung des Bleches um 90° um die Mittelachse realisiert. Diese Verdrehung wird beispielsweise durch eine Anzahl von Biegungen (in Fig. 2 durch unterbrochene Linien dargestellt) realisiert, die als Biegekanten oder genauer Biegestellen mit geringem Krümmungsradius im Übergangsbereich 8, 8' ausgebildet sind. Die Verdrehung kann auch auf andere Weise erfolgen, z.B. über eine gleichmäßige Verwindung wie in Fig. 7 und 8 gezeigt.
  • Der Übergangsbereich 8, 8' liegt im eingebauten Zustand vorteilhafter Weise direkt nach der Austrittsstelle des Körpers 5, 5' aus der Wand. Der eigentliche Anschlussteil 7 weist eine Biegung des Bleches auf, die der Größe des Rohrdurchmessers entspricht.
  • Der Körper 5, 5' hat die Form eines Streifens mit parallel verlaufenden Längsrändern und mit einem abgeschrägten vorderen Ende 6, 6'. Der Winkel dieser Abschrägung ist in Entsprechung der Neigung des Wärmeleitblechs 4, 4' in der Fuge zwischen Holz und Mauerwerk gewählt. Je steiler das Blech in die Fuge eingeschoben wird, desto mehr muss das Blech am Ende 6, 6' zugespitzt werden, um einen möglichst großflächigen Kontakt mit dem dahinter liegenden Mauerwerk zu erreichen.
  • Die Blechstreifen, die den Körper 5 eines Wärmeleitbleches bilden, können unterschiedlich breit und dick sein. Diese Parameter hängen hauptsächlich von der erforderlichen Stabilität des Blechbandes, der Breite der Fuge und dem nötigen Energieeintrag ab. Je breiter das Blech in der Fuge ist, desto stabiler ist es beim Einschlagen in die Fuge, es ist jedoch auch der Einschlagwiderstand infolge Wandreibung höher. Außerdem ist der Wärmeabfluss in das umliegende Mauerwerk größer als bei einem schmalen Blech, das mehr Energie bis in den Hohlraum an der Tramkopfstirnfläche einleiten kann. Ein Blech mit einer großen Querschnittsfläche kann mehr Wärme befördern als ein Blech mit einem geringen Querschnitt. Durch Veränderung der Querschnittsfläche und des damit korrelierenden Wärmestroms ist es möglich, einerseits die Temperatur am Tramkopfende und andererseits die Temperatur im Heizungsrohr zu variieren.
  • Der Anschlussbereich 7 und der Körper 5 der Wärmeleitvorrichtung 4 sind vorzugsweise miteinander einstückig, z.B. aus ein und demselben Blechstreifen geformt, jedoch können sie auch aus miteinander verbundenen Teilen gebildet sein, die durch eine wärmeleitende Verbindung miteinander vereinigt worden sind, beispielsweise durch eine Schweißverbindung oder Klebung mit einem wärmeleitenden Kleber (Wärmeleitpaste).
  • In dem weiter oben erwähnten Testaufbau gelang es mithilfe der erfindungsgemäßen Heizungsanordnung mit 1,5 mm dicken und 50 mm breiten Aluminiumblechen, die bis an die Stirnseite des Balkenkopfs geführt wurden, die Temperatur an den Balkenköpfen auf eine gewünschte Zieltemperatur anzuheben, bei der das Tauwasserrisiko verschwindend gering ist; beispielsweise um einige °C auf 9°C. Dabei wurde als Wärmequelle ein Heizungsrohr mit einer Temperatur von 60°C ± 5°C verwendet; an den Wärmeleitblechen stellte sich eine mittlere Temperatur bei ca. 40°C ein. Ein typischer Wert des Energieeintrags pro Balkenkopf liegt bei ca. 10 W - das ist ungefähr ein Zehntel der Heizleistung, die für eine Beheizung des gesamten Deckanschlusses erforderlich wäre. Der genannte Temperaturanstieg ist ausreichend groß, dass die Temperatur an den Balkenköpfen zuverlässig über dem Taupunkt gehalten wird und in der Folge ein Austrocknen des Luftraums erreichbar ist. So kann eine Tramdecke auch im Falle, dass eine Innendämmung vorliegt, dauerhaft saniert und erhalten werden.
  • Wie bereits erwähnt werden die Wärmeleitbleche in die Fuge zwischen dem Holztram und dem seitlichen Mauerwerk eingeschlagen. Je nach Fugenbreite liegen die Bleche am Mauerwerk und/oder am Holzbalken an. Auch hier ist ein Wärmeabfluss vorhanden, der jedoch im Vergleich zur Wärmeleitung im Blech sehr gering ausfällt. Dadurch wird die Wärmeenergie besser an das Balkenkopfende geleitet und erwärmt den wesentlichen Bereich bei einem geringen Gesamtenergieeintrag.
  • Die notwendige Vorlauftemperatur der Heizung ist von den Klimabedingungen im Raum und an der Fassade abhängig. Da man von einem nahezu konstanten Raumklima ausgehen kann, sollte die Regelung der Zusatzheizung die Außentemperatur berücksichtigen. Je geringer die Außenlufttemperatur ist, umso mehr Heizleistung muss zugeführt werden. Es hat sich gezeigt, dass eine vom Innenklima abhängige Regelung nicht notwendig ist.
  • In Fig. 3 ist eine Variante 14, 14' der Wärmeleitbleche gezeigt, bei welchen das vordere Ende 16, 16' des Körpers 15, 15' gerade verläuft, d.h. in rechtem Winkel zu den Längsrändern. Diese Variante kann eingesetzt werden, wenn es ausreicht, dass das Ende 16, 16' ohne Kontakt mit der Mauerwerksfläche in dem inneren Luftraum 12 endet.
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Wärmetransportvorrichtung gemäß der Erfindung, nämlich ein Wärmeleitblech 24 mit einer sich zum Anschlussbereich hin verjüngenden Form des Körpers 25 und einem vergleichsweise hohen, geraden Ende 26 in dem Luftraum 12. Diese Form dient der verbesserten Verteilung der Wärme am Balkenkopf 2. Ein wesentlicher Parameter für die Formgebung ist der im Blech erforderliche Wärmestrom. Je nach Größe des Wärmestroms bzw. der erforderlichen Wärmestromdichte muss der Querschnitt des Leitblechs definiert werden. Ziel muss es sein, mit geringstem Energieaufwand eine bestimmte Temperatur an der Stirnfläche des Tramkopfs zu erreichen. Ein großer Leitblechquerschnitt kann bei gleicher Wärmestromdichte mehr Energie transportieren als ein kleiner Leitblechquerschnitt. Daher ist es sinnvoll, trapezförmige, sich verjüngende Leitbleche 24 zu verwenden. Diese können eine optimale Verteilung der Wärmeenergie am Balkenkopf 2 erbringen.
  • Die Formgebung des Anschlussbereichs 27 des Wärmeleitblechs 24 entspricht jener des Anschlussteils 8 der Fig. 2 und 3.
  • Die Ausführungsform der Fig. 4 ist beispielhafter Weise ohne Innendämmung gezeigt. Selbstverständlich kann je nach Bedarf auch diese Ausführungsform mit Innendämmung (vgl. Fig. 1 und 5) ausgeführt werden. Umgekehrt könnten auch die anderen Ausführungsformen bei Wänden ohne Inndämmung zum Einsatz kommen.
  • Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung mit einem einzelnen Wärmeleitblech 34, das an der Stirn- und der Oberseite des Balkenkopfs verläuft und in Verbindung mit einem über dem Tram 1 verlaufenden Heizungsrohr 33 steht. Ein über dem Balkenkopf situierten Wärmeleitblechs 34 ist raumseitig an ein Heizungsrohr 33 angeschweißt und verläuft über die Stirnfläche des Balkenkopfes, welcher auf diese Weise temperiert wird. Die Breite des Blechs 34 kann ein Teil der Breite des Balkens oder vorzugsweise im Wesentlichen die gesamte Breite ausmachen.
  • Diese Ausführungsform beruht auf der Möglichkeit bei Generalsanierungen mit einhergehender Deckensanierung und eventuellem Aufbringen einer Innendämmung, die Holztramköpfe von oben zugänglich zu machen, wobei die Auflagerbereiche freigestemmt werden. Dies bringt den vorteilhaften Effekt mit sich, dass der Zustand der Holzbalken kontrolliert werden kann. Außerdem ist es in diesem Fall möglich, ein Wärmeleitblech genau so zu positionieren, dass der Wärmeeintrag an der optimalen Stelle an der Stirnfläche des Balkenkopfes erfolgt.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmetransportvorrichtung 64, bei welchen der Körper 65 eine Lochung mit einer Vielzahl von Löchern (gelochtes Blech) aufweist: Bei mit Feuchtigkeit belasteten Konstruktionen kann es sinnvoll sein, gelochte Wärmeleitbleche zu verwenden. Das gelochte Blech lässt einen Feuchteaustausch zwischen Holztram und Mauerwerk zu. Dadurch wird ein Feuchtestau vermieden und die Diffusion der Feuchtigkeit erleichtert.
  • Fig. 7 und 8 zeigen Wärmeleitbleche 74, 84 mit Körpern 75, 85 mit verschiedenen Arten der Lochung, nämlich kreisrunden Löchern im Körper 75 der Variante der Fig. 7 und quadratischen Löchern im Körper 85 der Variante der Fig. 8. Selbstverständlich sind die Form und Größe der Lochung nur beispielhaft, und andere Formen und Größengebungen können ebenfalls zum Einsatz kommen.
  • Die Bauform des gelochten Blechkörpers 65, 75, 85 entspricht im Übrigen dem nicht gelochten, wobei große gelochte Bleche eine höhere Stabilität und einen besseren Wärmeeintrag liefern.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt; vielmehr umfasst sie sämtliche Ausführungsformen und Abänderungen, die sich für den Fachmann aufgrund der nachfolgenden Ansprüche ergeben.

Claims (14)

  1. Anordnung zur Vermeidung von Tauwasserbildung an einem in eine Bauwerkswand (10) eines Bauwerks integrierten Kopf (2) eines Balkens (1), insbesondere Holzbalkens, welcher sich in einer Ausnehmung (11) der Bauwerkswand befindet, wobei zumindest eine wärmetransportierende Vorrichtung (4, 24, 34, 64, 74, 84) mit einem in der Ausnehmung (11) eingeführten Körper (5) an eine Wärmequelle (3) wärmeleitend angeschlossen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) blattförmig ist, in der Ausnehmung neben dem Kopf (2) des Balkens entlang einer Außenfläche des Balkens (1) eingeführt ist und ein aus der Ausnehmung herausragendes Ende aufweist, an dem ein Anschlussbereich (7) mit dem Körper wärmeleitend verbunden und an eine Wärmequelle (3) wärmeleitend angeschlossen ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine wärmetransportierende Vorrichtung (4) entlang einer Seitenfläche des Balkenkopfes verläuft.
  3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei wärmetransportierende Vorrichtungen (4) vorgesehen sind, die zueinander gegenüber liegend jeweils entlang einer der Seitenfläche des Balkenkopfes verlaufen.
  4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das herausragende Ende nach unten, vorzugsweise schräg verlaufend, bis im Wesentlichen unterhalb des Balkens herausgeführt ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetransportierende Vorrichtung (4) entlang einer Oberseite des Balkenkopfes verläuft.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Körper (5) bis zu einer Stirnfläche der Ausnehmung erstreckt.
  7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetransportierende Vorrichtung (4) der Außenfläche des Balkenkopfes (2) anliegend angeordnet ist.
  8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) eine Vielzahl von über die Fläche des Blattes verteilten Löchern aufweist.
  9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (7) als ein mit dem Körper (5) einstückiges, gebogenes Endstück ausgeführt ist, welches mit einem als Wärmequelle dienenden Heizungsrohr (3) in Wärmekontakt steht, vorzugsweise durch Schweiß- oder Lötverbindung.
  10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) eine trapezartige Grundform aufweist, wobei ein abgeschrägtes Ende (6) des Trapezes entsprechend der Neigung gewählt ist, mit der der Körper neben dem Balken zur Bauwerkswand (10) hin verläuft.
  11. Vorrichtung zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen blattförmigen Körper (5), welcher neben einem in einer Ausnehmung (11) einer Bauwerkswand (10) befindlichen Kopf (2) eines Balkens (1) zwischen einer Außenfläche des Balkens und einer dem Balken zugewandten Innenfläche der Bauwerkswand (10) einführbar ist, und welcher ein Ende aufweist, das dazu bestimmt ist, im eingeführten Zustand aus der Ausnehmung herauszuragen, sowie einen an diesem Ende angeordneten Anschlussbereich (7), welche mit dem Körper wärmeleitend verbunden und an eine Wärmequelle (3) wärmeleitend anschließbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) eine Vielzahl von über die Fläche des Blattes verteilten Löchern aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (7) als ein mit dem Körper (5) einstückiges, gebogenes Endstück ausgeführt ist, welches mit einem als Wärmequelle dienenden Heizungsrohr (3) verschweißbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) eine trapezartige Grundform aufweist, wobei ein abgeschrägtes Ende (6) des Trapezes eine Schrägung entsprechend der Neigung des Verlaufs des Körpers neben dem Balken aufweist.
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