EP3118533A1 - Deckenelement, insbesondere heiz- und kühldeckenelement, auf basis von aluminium oder stahl - Google Patents

Deckenelement, insbesondere heiz- und kühldeckenelement, auf basis von aluminium oder stahl Download PDF

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EP3118533A1
EP3118533A1 EP15177392.6A EP15177392A EP3118533A1 EP 3118533 A1 EP3118533 A1 EP 3118533A1 EP 15177392 A EP15177392 A EP 15177392A EP 3118533 A1 EP3118533 A1 EP 3118533A1
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EP
European Patent Office
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ceiling element
aluminum
layer
ceiling
element according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15177392.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard Dasbach
Rudi Gleich
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Almeco GmbH
Original Assignee
Almeco GmbH
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Publication date
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    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels
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    • F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
    • F28F2245/06—Coatings; Surface treatments having particular radiating, reflecting or absorbing features, e.g. for improving heat transfer by radiation

Definitions

  • the present invention relates to a ceiling element whose surface facing the space may be colored and / or mirrored and may have a surface with different degrees of roughness.
  • the ceiling element is configured on the rear side in such a way that it can be connected particularly effectively to one or more pipes attached to the element, in which a heat transfer medium circulates, so that it can be used, in particular, as a highly efficient heating and / or cooling ceiling element.
  • a cooling or heating blanket heat should be dissipated from rooms within a building in order to individually air-condition these rooms.
  • other functions such as the acoustic design, fire protection or lighting can be integrated into the ceiling elements.
  • the ceiling elements also serve the architectural space design, so that in addition to the technical functions high aesthetic demands are placed on the ceiling elements.
  • cooling ceiling absorbs infrared radiation as well as possible. This is achieved by a surface with high thermal emission, since according to the Kirchhoff radiation law then also a high absorption of the infrared radiation is achieved.
  • the perceived room temperature is 1.5 - 2 K below the room air temperature, which has a positive effect on comfort.
  • humans release about 50% of their excess heat from radiation onto surrounding surfaces.
  • the heat introduced via the heat transfer fluid is transferred to the ceiling element and discharged mainly as infrared radiation to the room. Therefore, it is also important in this case that the surface of the ceiling element has a high thermal emission in order to achieve a high radiation of infrared radiation. Also, this heat radiation is perceived by people as particularly pleasant.
  • cooling ceiling module consists of a cladding Deckenpaneel and a cooling system, which consists of stapled on the inside of the ceiling panel pipe hammer.
  • the pipe coils are covered with a metal sheet, which has a bead receiving or enclosing the bead as well as surface areas extending laterally therefrom. These areas are glued to the ceiling panel.
  • the plate is made of stainless steel covered with an oxide layer obtained by treatment with chromic acid.
  • an oxide layer obtained by treatment with chromic acid.
  • a fluorine resin polyvinyl fluoride: PVF
  • PVF polyvinyl fluoride
  • An improvement of the cooling and heating functions succeeds according to JPS 6352296 (B2) in that a rear plate is provided with recesses for water pipes, on the side facing away from the room, a heat-insulating material and on the side facing the room a plate with selectively radiating Surface coating is attached, which is in contact with the plate and the water pipes.
  • the selective radiating surface coating consists of a two-ply coating wherein the inner layer consists of a high-reflectance layer of visible radiation, for example aluminum, and the outer layer of a material which is transparent to visible light but highly absorbent to IR radiation , for example, magnesium oxide.
  • the inventors of the present invention have set themselves the task of providing a visually appealing ceiling element, which, when it is provided as a component of a heating or cooling ceiling element for a room, such as a living or working space, this heating or Cooling ceiling element gives a special energy efficiency.
  • a ceiling element composed of a metal plate selected from aluminum plates (pure aluminum, preferably A1050 or better, or an aluminum alloy or a roll-clad material of pure aluminum and an aluminum alloy) and plates containing iron alloy , namely plates made of steel, tinplate and stainless steel, or has such a plate whose side facing the room is treated so that they in the range of thermal infrared radiation (2.0 to 50 microns), a thermal emission at 100 ° C surface temperature according to ISO 22975-3: 2014; Annex A.2 of at least 50%.
  • a metal plate selected from aluminum plates (pure aluminum, preferably A1050 or better, or an aluminum alloy or a roll-clad material of pure aluminum and an aluminum alloy) and plates containing iron alloy , namely plates made of steel, tinplate and stainless steel, or has such a plate whose side facing the room is treated so that they in the range of thermal infrared radiation (2.0 to 50 microns), a thermal emission at 100 ° C surface temperature according to ISO 22975
  • the required thermal emission can be achieved by applying an aluminum oxide layer having a thickness of at least 1 .mu.m to the plate, it being possible to produce this layer by anodizing the aluminum surface.
  • plates with different output roughness eg with an R a of 10 nm to 2 microns
  • R a of 10 nm to 2 microns can be used to obtain surfaces with different diffuse reflection ratio (between 5% and 95% according to DIN 5036-3). So you can adjust the surface appearance of the room from mirroring to matt.
  • luminous elements are integrated into the ceiling elements, then the light distribution in the room can additionally be controlled.
  • the aluminum may have been electrochemically polished in a first embodiment prior to anodizing, so that a high reflection with a low diffuse reflection component is achieved. In a second embodiment, this is omitted in order to achieve a high diffuse reflection component.
  • a good aluminum mirror has a high reflection also in the area of thermal infrared radiation.
  • the high reflection (total reflection> 75% according to DIN 5036-3) is maintained in the visible range, but in the infrared range the reflection is considerably lowered by this measure, see above that the material receives the necessary high emission (in the example:> 70%) in order to absorb infrared radiation from the room as well as possible in cooling mode and on the other hand, in the heating mode, emit as much infrared radiation as possible to the room.
  • a ceiling element with a total reflection according to DIN 5036-3 of at least 70% and particularly preferably of at least 80% is provided.
  • the thickness of the anodization layer can be selected in a preferred manner in the range between 1 and 10 .mu.m, more preferably between 2 and 6 .mu.m. It influences the proportion of thermal emission which increases with increasing thickness of the layer.
  • FIG. 1 the dependence of the emission on the thickness of an aluminum oxide layer formed by anodization at different surface temperatures of the coated plate is shown. For example, the thermal emission of a plate surface which is hotter than 50 ° C increases from approx. 73% at 2 ⁇ m thickness to approx. 82% at 10 ⁇ m thickness.
  • this ceiling element made of aluminum or an aluminum alloy As the space-facing component of a heating or cooling ceiling of a room a particularly high energy efficiency is achieved because the anodized surface in the range of thermal infrared radiation (2.0 to 50 microns) an integral low reflection owns (see FIG. 2 ) and according to Kirchhoff's law and taking into account the energy conservation in this wavelength range thus a particularly high thermal emission (according to ISO 22975-3: 2014, Annex A.2) has.
  • FIG. 2 is the reflection of aluminum applied with different anodization thicknesses.
  • the emission of a blackbody at 15 ° C and 100 ° C in au (arbitrary units, freely selected units) is plotted. It can be seen from this that the reflection of the anodized aluminum surface in the region of the maximum of the emission curve is particularly small, which results in a high thermal emission.
  • the outer surface of the ceiling element according to the invention also has the advantage that can be added anodized aluminum surfaces with colored pigments, thereby obtaining colored surfaces. Thus, you can color the surface as desired and at the same time receives a surface with a high thermal emission.
  • the aluminum surface is first degreased chemically with caustic, usually in a caustic, strongly alkaline liquor and etched to remove the natural aluminum oxide layer of about 10nm thickness. This is followed, as an option, by electrochemical polishing followed by electrochemical anodizing in dilute Sulfuric acid.
  • the plate to be anodized is connected as an anode and a DC voltage of usually about 5 - 50V applied.
  • the cathode is usually made of lead.
  • oxygen-containing anions migrate to the aluminum surface. There they react with the aluminum surface, forming aluminum oxide, which due to its larger volume grows out of the original metal surface but remains firmly attached to the aluminum.
  • capillary-like pores are formed in the alumina with a diameter of usually 10 nm to 50 nm.
  • inorganic or organic pigments can now be introduced by pulling the tape through a bath with a solution containing pigments with a defined concentration becomes.
  • inorganic pigment for example, iron oxalate and as organic pigments, azo pigments are preferably used.
  • the color intensity is determined not only by the concentration of the pigments but also by the thickness of the anodization layer. The thicker the anodization layer, the more pigments can be stored and the more intense the color impression. After incorporation of the pigments, the pores in the alumina are sealed in hot water so that the dyes are permanently embedded in the alumina layer.
  • Another advantage of the thick anodization layer is that the surface becomes very scratch-resistant by the hard alumina, so that all decorative applications on the surface are well protected against mechanical damage.
  • the space-facing side of the metal plate with a stoichiometric or substoichiometric silicon oxide coating, which is applied by means of the sol-gel process, and / or with a Fluoropolymer paint of at least 2 microns thickness coated. If plates of aluminum or an aluminum alloy are used in this embodiment, this side may or may not be anodized.
  • the thermal emission of the metallically clean surfaces of aluminum, steel, tinplate and stainless steel depends on the surface quality. For a polished surface, the thermal emission is below 10%, below 15% for a typical mill finish, and below 40% even for a sandblasted surface. This makes these materials for cooling and heating ceiling elements once poorly suited. According to the invention, however, it was found that the thermal emission at 100 ° C surface temperature according to ISO 22975-3: 2014; Annex A.2 can be increased to over 50% by coating with the aforementioned materials.
  • Fluoropolymer coatings are polymeric fluorohydrocarbons and contain carbon chains with perfluorinated carbon atoms.
  • For the purposes of the invention are basically all polymeric fluorinated hydrocarbons, but those polymers are particularly preferred having having three fluorine atoms substituted ethylene units. These have hydrophobic properties which are particularly suitable for the invention.
  • Polyvinylidene fluoride with two fluorine atoms per ethylene unit
  • Teflon are preferred, but are also more favorable than completely perfluorinated materials such as Teflon.
  • Particularly advantageous for the invention is the use of crosslinked or uncrosslinked fluoroethylene vinyl ether resins such as Lumiflon®, because the prepolymers have good solubility properties and the finished coatings show high transparency and flexibility.
  • a crosslinking is usually carried out by the copolymerization of isocyanate groups, whereby crosslinked fluorourethane paints arise.
  • Sol-gel paints are produced by hydrolytic condensation of suitable silanes or polysiloxanes in a suitable solvent. In the solvent, a gel is formed with an already extensive network, so that after application of the resin or paint and removal of the solvent by heating or the like, a highly crosslinked three-dimensional SiO x layer is formed.
  • the materials which can be used according to the invention not only impart the desired thermal emission properties;
  • the additional benefit of these coatings is that the surface is well protected against environmental influences such as moisture and corrosive attack. This is especially important when using steel.
  • an SiO x coating produced by the sol-gel process is also very hard so that the surface is protected from mechanical damage.
  • Fluoropolymer lacquer offers the additional advantage that the surface has hydrophobic properties, so that dirt is rejected well.
  • both coatings have the advantage that they can be easily applied in an industrial coil coater on only one side of the sheet.
  • the substrate ie the metal plate, is preferably degreased on both sides prior to the coating in order to ensure good adhesion of the coating and later good ultrasonic weldability.
  • the metal surface can also be coated with a colored layer before coating with a sol-gel SiO x coating or a fluoropolymer lacquer by means of a PVD coating, for example on an industrial PVD strip coater.
  • a PVD coating for example on an industrial PVD strip coater.
  • an adhesion layer which improves the adhesion of the colored layer to the metal surface and / or an adhesion layer which improves the adhesion to the sol-gel SiO x layer or the fluoropolymer lacquer to be applied later, be applied.
  • further layers are absent; but this is not mandatory.
  • the following layer systems of the following layers have proved themselves:
  • gases are massively introduced via mass flow controllers (MFC) into the sputtering chamber in addition to the working gas (preferably argon).
  • MFC mass flow controllers
  • Suitable gases are preferably oxygen, nitrogen and carbon-containing gases such as methane, ethyne or carbon dioxide.
  • the color can be adjusted via the layer thickness and the composition of the layers. It can z. B. shades red, orange, green, blue, purple, gold, gray or anthracite.
  • Layer of sputtered SiO x , ZrO x , TiO x or ZAO (aluminum doped zinc oxide). Thickness in the range of preferably 2 - 100 nm.
  • FIG. 6 A layer system with all three of these possible PVD layers is in FIG. 6 shown; see the arrow at the edge of the diagram in connection with the layers "PVD layer 1" to "PVD layer 3".
  • the color is determined by the only existing second layer or by the synergetic interaction of all layers.
  • the metal plate used according to the invention generally has a thickness of 0.1 to 3 mm, but may also be thicker or thinner if required.
  • the plate is referred to in this text in some cases as a sheet, without this being a difference to be shown.
  • a sound-absorbing material eg a fleece
  • patterns for decorative purposes can be created on the metal surface.
  • customer logos or logos can be realized.
  • the material is preferably optionally electrochemically polished after introduction of the pattern and then either coated or anodized, only in the case of aluminum or an aluminum alloy.
  • the derivative should the heat from the room, which is registered by thermal infrared radiation and by thermal convection in the ceiling element, can be removed as efficiently as possible through the piping system. If, in the reverse case, the ceiling element is operated as a heating element, the heat from the pipe system must be delivered to the ceiling element as efficiently as possible.
  • thermal resistance value R [m 2 K / kW] F ⁇ T / Q ⁇ . This is a measure of the heat transfer between the heat carrier leading tube and the space F facing the surface of the ceiling element. It indicates which temperature difference ⁇ T is necessary to transport a certain amount of heat Q ⁇ through an area F of the surface element.
  • the resistance R should be as small as possible.
  • the joining method it is provided to attach the tubes for this purpose to the ceiling element, the joining method, however, must be designed so that when joining the surface facing the room, which must meet high aesthetic requirements is not damaged.
  • joining methods that ensure good heat conduction, laser welding and ultrasonic welding have proven successful in the past. Both methods, however, damage the surface facing the room.
  • This disadvantage can be avoided if the ultrasonic welding process with the help of at least two sonotrodes as in WO 2011/128118 A1 is carried out, wherein joining strips form-fitting around the one or more laid on the back of the ceiling element (s) tube (s) and put on the back of the ceiling element to be welded.
  • the space facing the space is not damaged and on the other hand, a good heat transfer achieved because under the action of ultrasound, a plastic deformation of the metal parts takes place, the surfaces of which enter into an intensive connection with each other.
  • a third sonotrode as in WO 2011/128118 A1 described, with which the joining strips are welded on the side facing away from the ceiling element of the tube or pipes, the heat transfer can be even increased. This additional weld is optional.
  • the tubes can be made of any suitable material, such as a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, brass, stainless steel, plastic and a composite, wherein the composite of a plastic and a metal or of two different metals can.
  • a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, brass, stainless steel, plastic and a composite, wherein the composite of a plastic and a metal or of two different metals can.
  • a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, brass, stainless steel, plastic and a composite, wherein the composite of a plastic and a metal or of two different metals can.
  • a metal such as aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, brass, stainless steel, plastic and a composite, wherein the composite of a plastic and a metal or of two different metals can.
  • the tubes are made of metal. If they are made of metal, they should generally be metallic "bright" to achieve good heat conduction. This is especially true when it is intended
  • the tubes are pressed onto the back of the ceiling element in such a way that they deform and become flatter with increasing contact surface with the ceiling element. This measure can be carried out until the tubes have assumed an approximately semicircular cross-section, the base surface of which bears against the rear side of the ceiling element, while the rounding extends in the direction away from the ceiling element.
  • the additional contact area gained in this way greatly improves the heat flow.
  • these are preferably pressed during the welding operation by means of a pressure roller.
  • connection between the joining strip and the back of the ceiling element particularly strong.
  • the back of the metal plate of the ceiling element has no technically applied coating, but from the "bare” metal surface (ie also in the case of aluminum from the "bare” aluminum surface) as such, as it exists under natural ambient atmosphere.
  • Aluminum forms an ambient atmosphere natural oxide skin (typically of about 10nm thickness). This means that the aluminum surface according to the invention has no anodization layer on this side.
  • the back of the plate or the sheet metal remains metallic and thus well by means of the described ultrasonic welding process pipes can be welded using a joining strip.
  • the strip is then rinsed in a water bath and dried.
  • the protective film remains on the top to the mounting of the ceiling element.
  • This step as well as the previous anodization is preferably carried out in a conveyor system; only the finished coated or freed from the coating aluminum sheet is then cut into suitable plates, the size of which can of course vary as needed.
  • the natural oxide skin is easily rubbed away by the ultrasonic welding operation, so that a frictional connection between the metal surface of the metal plate and the metal surface of the joining strip is formed by the ultrasonic welding process.
  • the joining strips preferably also consist of "bare", i. non-anodized aluminum (preferably pure aluminum, e.g., A1050 or better) or an aluminum alloy. Instead, they can also be made of another metal or another metal alloy such as copper, steel or stainless steel. In the case that steel, tinplate or stainless steel is used for the ceiling element, it is advantageous that the joining strip is made of steel, tinplate or stainless steel. Copper is also excellent and also offers the advantage of higher thermal conductivity compared to steel materials.
  • the fasteners may be glued or more preferably by Ultrasonic welding can be attached.
  • the fasteners are preferably made of aluminum or aluminum alloys or steel.
  • the ceiling element has recesses in which bulbs are located.
  • bulbs are located.
  • these are introduced by laser cutting. Due to the high reflection of the material in the visible range, a high luminous efficacy or, in the case of a colored surface, a desired color impression can be achieved.
  • LED lamps these can be cooled particularly efficiently, so that a high light output is ensured (the luminous efficacy decreases with LEDs at the operating temperature).
  • further components can be integrated into the ceiling element, for example loudspeaker boxes, fire sensors, sprinkler systems, etc.
  • a commercially available tape anodization unit with pigmentation unit is used for the electrochemical treatment of the aluminum sheet.
  • Aluminum belts are treated in a continuous process in which the belt passes through different baths.
  • an aluminum oxide layer is produced by applying an electrical voltage of 10 - 60V predominantly to the protruding from the surface aluminum elevations (rolling marks) by field elevation. Ie. especially the bumps are converted into aluminum oxide.
  • pigmentation Introduction of color pigments into the pores of the aluminum oxide.
  • Aligning and cutting the aluminum strip in plates for example in a size of 1.25 m x 2.00 m.
  • 10 mm diameter copper tubes of standard thickness are placed on the back of the ceiling element and welded to aluminum horns with two sonotrodes using an ultrasonic welding machine, so that the two horns have parallel tracks.
  • a third sonotrode welds the aluminum sheets to the back of the pipe.
  • Possible, meandering pipe courses are in FIG. 3 shown, other, alternative pipe runs in FIG. 4 and FIG. 5 ,
  • the pipes are each about 100 mm (clear width) spaced from each other.
  • the tube ends extend beyond the plate on one side of the plate and have suitable connection means, such as an external screw thread or a quick release.
  • the position of the connections and the connecting elements are chosen so that several ceiling elements can be easily coupled together.
  • Preferably flexible hoses made of plastic and / or metal are used for the connection.
  • the measurement of the performance of cooling ceilings is described in DIN EN 14240:
  • the cooling ceiling element or several identical cooling ceiling elements are moved into a measuring room whose enclosure surfaces are heated to the room temperature in the test room to prevent heat loss or heat input (room temperature at test: 22. ..27 ° C) through the outer walls.
  • In the measuring room are cooling load simulators - electrically heated radiators - which bring a defined cooling load.
  • the room temperature T Globe is determined with a "globe thermometer”.
  • the cooling ceiling elements are flowed through with water of defined flow and defined temperature (T VL is the flow temperature and T RL is the return temperature of the water), so that an "under temperature” T U is set to room temperature.
  • the standard stipulates that a rated cooling capacity of at least 35W / m 2 must be achieved for chilled ceiling elements.
  • the heating / cooling element produced in this way had the following technical data:
  • the nominal cooling capacity of the example was excellent.
  • the thermal conduction resistance between pipes and ceiling element results from the power measurement and could be determined with less than 10m 2 K / kW. This value is very favorable, since the thermal conduction resistance between the tubes and the ceiling element should be less than 50 m 2 K / kW, preferably less than 20 m 2 K / kW and particularly preferably 10 m 2 K / kW.
  • ceiling elements have the following properties: 1) Cooling ceiling element with metallic matt surface substratum 5005 Al-Mg1 Electropolish No Roughness Ra 0.25 ⁇ m ⁇ 0.1 ⁇ m Thick plate 1 mm Thick anodization 4 ⁇ m colour metallic Color values Lab Total reflection according to DIN 5036-3 75 - 79% Diffuse reflection according to DIN 5036-3 > 77% Thermal emission (100 ° C) > 73% Tube Copper 10X0,5mm Pipe axis distance 80mm tube geometry meander 2) Cooling ceiling element with aluminum-matt matt surface substratum 5005 Al-Mg1 Electropolish Yes Roughness Ra 0.20 ⁇ m ⁇ 0.1 ⁇ m Thick plate 1 mm Thick anodization 4 ⁇ m colour Bright aluminum Color values Lab Total reflection according to DIN 5036-3 80 - 83% Diffuse reflection according to DIN 5036-3 > 76% Thermal emission (100 ° C) > 73% Tube Copper 10X0,75mm Pipe axis distance 100mm tube geometry meander 3) Cooling ceiling element with metallic matt surface

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Deckenelement aus oder mit einer Metallplatte, ausgewählt unter Platten aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung, Stahl, Weißblech und Edelstahl, deren zum Raum hin gerichtete Seite eine Schicht aufweist, derart, dass die Platte auf dieser Seite im Bereich der thermischen Infrarotstrahlung (2,0 bis 50µm) eine thermische Emission bei 100°C nach ISO 22975-3:2014; Annex A.2 von mindestens 50% besitzt und deren dem Raum abgewandte Seite von dem Metall der Platte selbst gebildet wird, die außer einer möglichen natürlichen Oxidhaut im Falle von Platten aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung keine Beschichtung aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Wärme- und/oder Kühldeckenelement, umfassend ein solches Deckenelement sowie mindestens ein rückseitig auf diesem Deckenelement befestigtes Rohr, das für die Zirkulation eines Wärmeträgermediums ausgelegt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Deckenelement, dessen dem Raum zugewandte Fläche farbig und/oder spiegelnd ausgeführt sein und eine Oberfläche mit unterschiedlichen Rauheitsgraden aufweisen kann. Das Deckenelement ist rückseitig so ausgestaltet, dass es besonders effektiv mit einem oder mehreren am Element angebrachten Rohren, in denen ein Wärmeträgermedium zirkuliert, verbunden werden kann, so dass es insbesondere als hocheffizientes Heiz- und/oder Kühldeckenelement genutzt werden kann.
  • Mit einer Kühl- bzw. Heizdecke soll Wärme aus Räumen innerhalb eines Gebäudes ab- bzw. eingeleitet werden, um diese Räume individuell zu klimatisieren. Daneben können noch weitere Funktionen wie zum Beispiel die Akustikgestaltung, der Brandschutz oder die Beleuchtung in die Deckenelemente integriert werden. Außerdem dienen die Deckenelemente auch der architektonischen Raumgestaltung, so dass neben den technischen Funktionen hohe ästhetische Ansprüche an die Deckenelemente gestellt werden.
  • Im Kühlmodus wird dabei die Wärme aus dem Raum durch Infrarotstrahlung oder durch thermische Konvektion zur Raumdecke transportiert. Dabei werden bis zu 2/3 der Wärme durch Infrarotstrahlung und der Rest hauptsächlich durch Konvektion transportiert. Daher ist es wichtig, dass eine Kühldecke Infrarotstrahlung möglichst gut absorbiert. Dies wird durch eine Oberfläche mit hoher thermischer Emission erreicht, da nach dem Kirchhoffschen Strahlungsgesetzt dann auch eine hohe Absorption der Infrarotstrahlung erreicht wird. Bei Kühldecken mit hohem Strahlungsanteil liegt die empfundene Raumtemperatur um 1,5 - 2 K unterhalb der Raumlufttemperatur, was sich auf den Komfort positiv auswirkt. Nicht zuletzt gibt der Mensch seine überschüssige Wärme zu ca. 50 % durch Strahlung auf umliegende Flächen ab. Somit kommt ein Kühldeckensystem auf der Basis der Strahlungskühlung der physiologischen Wärmeabgabe des Menschen entgegen.
  • Im Heizmodus wird die über die Wärmeträgerflüssigkeit eingebrachte Wärme an das Deckenelement übertragen und hauptsächlich als Infrarotstrahlung an den Raum abgegeben. Daher ist auch in diesem Fall wichtig, dass die Oberfläche des Deckenelementes eine hohe thermische Emission besitzt, um eine hohe Abstrahlung von Infrarotstrahlung zu erreichen. Auch diese Wärmestrahlung wird von Menschen als besonders angenehm empfunden.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Heiz- und Kühldeckenelemente bekannt. Deren Hauptelemente sind eine Deckenplatte und Rohrschlangen, die rückseitig, also auf ihrer dem Raum abgewandten Seite, an der Deckenplatte so befestigt sind, dass im Heizmodus möglichst viel Wärme aus einem in den Rohren zirkulierenden Heizmedium in die Deckenplatte und im Kühlmodus möglichst viel Wärme von der Deckenplatte in das dann als Kühlmedium fungierende Medium in den Rohren übertreten kann.
  • Als Deckenplatten werden hierbei häufig Gipskartonplatten eingesetzt, manchmal aber auch Metallplatten.
  • In DE 100 61 229 C1 wird eine aus Deckenplatten und einer Tragekonstruktion bestehende Raumdecke beschrieben, die von einem Heiz- oder Kühlmedium durchströmbare rohrförmige Kunststoffleitungen trägt, wobei die rohrförmigen Leitungen von einer dünnen, wärmeleitenden Kupferfolie umspannt sind, die mit der den Deckenplatten abgewandten Hälfte der rohrförmigen Leitungen in Kontakt steht und mit den Deckenplatten einen flächigen Kontakt bildet. Durch die um die Leitungen gelegte und auf die Deckenplatte gewalzte Kupferfolie erhält man große Kontaktflächen, die den Wärmewiderstand reduzieren.
  • Das in DE 298 03 663 U1 offenbarte Kühldeckenmodul besteht aus einem Verkleidungs-Deckenpaneel und einem Kühlsystem, welches aus auf der Innenseite des Deckenpaneels gehefteten Rohrschlagen besteht. Die Rohrschlangen sind mit einem Blech abgedeckt, welches eine das Rohr aufnehmende bzw. einfassende Sicke sowie sich seitlich davon erstreckende Flächenbereiche aufweist. Diese Flächenbereiche sind mit dem Deckenpaneel verklebt. Durch diese Konstruktion wird die durch das Deckenpanel aufgenommene Wärme flächig über das Blech aufgenommen und an die Rohre effektiv abgeführt.
  • Mit der Wärmeübertragung einer Strahlungsplatte beschäftigt sich JP 2505246 B2 . Die Platte besteht aus rostfreiem Stahl, der mit einer durch Behandlung mit Chromschwefelsäure gewonnenen Oxidschicht bedeckt ist. Auf dieser Oxidschicht befindet sich eine Schicht aus einem Fluorharz (Polyvinylfluorid: PVF), die nur Strahlung mit einer Wellenlänge von 8-14 µm absorbiert. Über die Dicke der Oxidschicht wird die Farbe der Plattenoberfläche durch Interferenz eingestellt. Eine Verbesserung der Kühlungs- und Heizungsfunktionen gelingt gemäß JPS 6352296 (B2) dadurch, dass eine rückseitige Platte mit Ausnehmungen für Wasserrohre bereitgestellt wird, auf die auf der dem Raum abgewandten Seite ein wärmeisolierendes Material und auf der dem Raum zugewandten Seite eine Platte mit selektiv strahlender Oberflächenbeschichtung angebracht ist, die mit der Platte und den Wasserrohren in Kontakt steht. Die selektiv strahlende Oberflächenbeschichtung besteht aus einer zweilagigen Beschichtung, wobei die innere Schicht aus einer Schicht mit hoher Reflexion für sichtbare Strahlung, beispielsweise Aluminium, und die äußere Schicht aus einem Material besteht, das für sichtbares Licht lichtdurchlässig, für IR-Strahlung jedoch hochgradig absorbierend ist, beispielsweise aus Magnesiumoxid.
  • Aus WO 2011/128118 A1 ist es bekannt, Rohre eines flüssigkeitsführenden Rohrleitungssystems durch einen Ultraschall-Schweißvorgang mit einem Absorberblech eines Solarkollektors zu verbinden, ohne dass die wirksame Oberfläche des Solarkollektors beeinträchtigt wird. Hierfür wird ein Blech Omega-förmig um das Rohr gelegt und mit Hilfe zweier Sonotroden am Absorberblech angeschweißt.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben es sich zur Aufgabe gemacht, ein optisch ansprechend gestaltbares Deckenelement bereitzustellen, das dann, wenn es als Komponente eines Heiz- bzw. Kühldeckenelements für einen Raum, beispielsweise einen Wohn- oder Arbeitsraum, vorgesehen ist, diesem Heiz- bzw. Kühldeckenelement eine besondere Energieeffizienz verleiht.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung eines Deckenelements gelöst, das aus einer Metallplatte, ausgewählt unter Aluminiumplatten (aus reinem Aluminium, vorzugsweise A1050 oder besser, oder aus einer Aluminiumlegierung oder aus einem walzplattierten Material aus reinem Aluminium und einer Aluminiumlegierung) und eine Eisenlegierung enthaltenden Platten, nämlich Platten aus Stahl, Weißblech und Edelstahl, besteht oder eine solche Platte aufweist, deren zum Raum hin gerichtete Seite so behandelt ist, dass sie im Bereich der thermischen Infrarotstrahlung (2,0 bis 50 µm) eine thermische Emission bei 100°C Oberflächentemperatur nach ISO 22975-3:2014; Annex A.2 von mindestens 50% besitzt.
  • Werden Platten aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eingesetzt, lässt sich in einer ersten Ausführungsform der Erfindung die erforderliche thermische Emission durch das Aufbringen einer Aluminiumoxidschicht mit einer Dicke von mindestens 1 µm auf die Platte bewirken, wobei sich diese Schicht durch Anodisierung der Aluminiumoberfläche erzeugen lässt. Dabei können Platten mit verschiedenen Ausgangsrauigkeiten (z.B. mit einer Ra von 10 nm bis 2 µm) verwendet werden, um Oberflächen mit unterschiedlichem diffusem Reflexionsanteil (zwischen 5% und 95% nach DIN 5036-3) zu erhalten. So kann man die Oberflächenerscheinung für die Raumgestaltung von spiegelnd bis matt einstellen. Werden zusätzlich noch Leuchtkörper in die Deckenelemente integriert, so kann zusätzlich die Lichtverteilung im Raum gesteuert werden. Das Aluminium kann in einer ersten Ausgestaltung vor dem Anodisieren elektrochemisch poliert worden sein, so dass eine hohe Reflexion mit geringem diffusem Reflexionsanteil erzielt wird. In einer zweiten Ausgestaltung wird dies unterlassen, um einen hohen diffusen Reflexionsanteil zu erzielen. Normalerweise besitzt ein guter Aluminiumspiegel eine hohe Reflexion auch im Bereich der thermischen Infrarotstrahlung. Durch Aufbringen einer Anodisierungschicht (z.B. von etwa 4µm) auf der erfindungsgemäß verwendeten Aluminiumplatte bleibt die hohe Reflexion (Totalreflexion >75% nach DIN 5036-3) im sichtbaren Bereich erhalten, im Infrarot-Bereich wird die Reflexion durch diese Maßnahme jedoch beträchtlich abgesenkt, so dass das Material die nötige hohe Emission (im Beispiel: >70%) erhält, um im Kühlmodus möglichst gut Infrarotstrahlung aus dem Raum zu absorbieren und auf der anderen Seite im Heizmodus möglichst gut Infrarotstrahlung an den Raum abzugeben. Damit erhält man eine selektive Beschichtung mit hoher thermischer Emission im Infraroten und hoher Reflexion im sichtbaren Wellenlängenbereich.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung wird daher ein Deckenelement mit einer Totalreflexion nach DIN 5036-3 von mindestens 70% und besonders bevorzugt von mindestens 80% bereitgestellt.
  • Die Dicke der Anodisierungsschicht kann in bevorzugter Weise im Bereich zwischen 1 und 10 µm besonders bevorzugt zwischen 2 und 6µm gewählt werden. Sie beeinflusst den Anteil der thermischen Emission, die mit steigender Dicke der Schicht zunimmt. In Figur 1 ist die Abhängigkeit der Emission von der Dicke einer durch Anodisierung gebildeten Aluminiumoxidschicht bei verschiedenen Oberflächentemperaturen der beschichteten Platte gezeigt. So steigt die thermische Emission einer ca. 50°C heißen Plattenoberfläche von ca. 73% bei 2 µm Dicke auf ca. 82% bei 10 µm Dicke.
  • Bei Verwendung dieses Deckenelements aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung als zum Raum gerichtete Komponente einer Heiz- bzw. Kühldecke eines Raumes wird eine besonders hohe Energieeffizienz erreicht, weil die anodisierte Oberfläche im Bereich der thermischen Infrarotstrahlung (2,0 bis 50 µm) eine integral geringe Reflexion besitzt (siehe Figur 2) und nach dem Kirchhoffschen Gesetz und unter der Berücksichtigung der Energieerhaltung in diesem Wellenlängenbereich somit eine besonders hohe thermische Emission (nach ISO 22975-3:2014; Annex A.2) aufweist.
  • In Figur 2 ist die Reflexion von Aluminium mit verschiedenen Anodisierungsdicken aufgetragen. Daneben ist die Emission eines schwarzen Strahlers bei 15°C und 100°C in a. u. (arbitrary units, frei gewählten Einheiten) aufgetragen. Daraus ist zu erkennen, dass die Reflexion der anodisierten Aluminiumoberfläche im Bereich des Maximums der Emissionskurve besonders klein ist, was in einer hohen thermischen Emission resultiert.
  • Die außenliegende Oberfläche des erfindungsgemäßen Deckenelements besitzt darüber hinaus den Vorteil, dass sich anodisierte Aluminiumoberflächen mit farbigen Pigmenten versetzen lassen, wodurch man farbige Oberflächen erhält. Somit kann man die Oberfläche je nach Wunsch farbig gestalten und erhält gleichzeitig eine Oberfläche mit einer hohen thermischen Emission.
  • Dazu wird die Aluminiumoberfläche zunächst chemisch mit Lauge, üblicherweise in einer kaustischen, stark alkalischen Lauge entfettet und geätzt, um die natürliche Aluminiumoxidschicht von etwa 10nm Dicke zu entfernen. Danach folgen optional ein elektrochemisches Polieren und anschließend das elektrochemische Anodisieren in verdünnter Schwefelsäure. In dem Bad wird das zu anodisierende Blech als Anode geschaltet und eine Gleichspannung von üblicherweise etwa 5 - 50V angelegt.
  • Die Kathode ist üblicherweise aus Blei ausgebildet. In dem so entstandenen Spannungsfeld wandern sauerstoffhaltige Anionen zur Aluminiumoberfläche. Dort reagieren sie mit der Aluminiumoberfläche, und es bildet sich Aluminiumoxid, das aufgrund seines größeren Volumens aus der ursprünglichen Metalloberfläche herauswächst, aber mit dem Aluminium fest verbunden bleibt. Dabei entstehen kapillarähnliche Poren im Aluminiumoxid mit einem Durchmesser von in der Regel 10 nm bis 50 nm. In diese Poren können nun anorganische oder organische Pigmente eingebracht werden, indem das Band durch ein Bad mit einer Lösung, die Pigmente mit einer definierten Konzentration enthält, gezogen wird. Als anorganisches Pigment wird zum Beispiel Eisenoxalat und als organische Pigmente werden bevorzugt Azopigmente eingesetzt. Als Azopigmente bezeichnet man organische Pigmente, die eine oder mehrere Azogruppen -N=N- enthalten. Die Farbintensität wird dabei neben der Konzentration der Pigmente auch von der Dicke der Anodisierungsschicht bestimmt. Je dicker die Anodisierungsschicht ist, desto mehr Pigmente können eingelagert werden und desto intensiver ist der Farbeindruck. Nach dem Einbringen der Pigmente werden die Poren im Aluminiumoxid in heißem Wasser versiegelt, so dass die Farbstoffe dauerhaft in die Aluminiumoxidschicht eingebettet werden.
  • Ein weiterer Vorteil der dicken Anodisierungschicht besteht darin, dass die Oberfläche durch das harte Aluminiumoxid sehr kratzfest wird, so dass sämtliche dekorativen Applikationen auf der Oberfläche gut gegen mechanische Beschädigung geschützt sind.
  • In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die sich mit allen einsetzbaren Metallplatten realisieren lässt, wird die zum Raum gerichtete Seite der Metallplatte mit einer stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Siliciumoxid-Beschichtung, die mit Hilfe des Sol-Gel-Verfahrens aufgebracht wird, und/oder mit einem Fluoropolymerlack von jeweils mindestens 2 µm Dicke überzogen. Werden in dieser Ausführungsform Platten aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung verwendet, kann diese Seite anodisiert sein, muss es aber nicht.
  • Die thermische Emission der metallisch sauberen Oberflächen von Aluminium, Stahl, Weißblech und Edelstahl ist abhängig von der Oberflächengüte. Bei einer polierten Oberfläche liegt die thermische Emission unter 10%, bei einer typischen gewalzten Oberfläche (mill finish) unter 15% und selbst bei einer sandgestrahlten Oberfläche noch unter 40%. Damit sind diese Materialien für Kühl- und Heizdeckenelemente erst einmal schlecht geeignet. Erfindungsgemäß konnte jedoch festgestellt werden, dass sich die thermische Emission bei 100°C Oberflächentemperatur nach ISO 22975-3:2014; Annex A.2 durch die Beschichtung mit den vorgenannten Materialien auf über 50% steigern lässt.
  • Fluoropolymerlacke sind polymere Fluorkohlenwasserstoffe und enthalten Kohlenstoffketten mit perfluorierten Kohlenstoffatomen. Für die Zwecke der Erfindung eignen sich dem Grunde nach alle polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffe, wobei jedoch solche Polymere besonders bevorzugt sind, die mit drei Fluoratomen substituierte Ethyleneinheiten aufweisen. Diese besitzen hydrophobe Eigenschaften, die für die Erfindung besonders geeignet sind. Sie sind einerseits aufgrund ihrer höheren Substitution mit Fluor gegenüber z.B. Polyvinylidenfluorid (mit zwei Fluoratomen pro Ethyleneinheit) bevorzugt, sind aber auch günstiger als vollständig perfluorierte Materialien wie Teflon. Besonders günstig für die Erfindung ist die Verwendung von vernetzten oder unvernetzten Fluorethylenvinylether-Harzen wie Lumiflon®, weil die Prepolymere gute Löslichkeitseigenschaften aufweisen und die fertigen Lacke eine hohe Transparenz und Flexibilität zeigen. Eine Vernetzung erfolgt dabei üblicherweise durch die Einpolymerisierung von Isocyanat-Gruppen, wodurch vernetzte Fluorurethan-Lacke entstehen.
  • Sol-Gel-Lacke werden durch hydrolytische Kondensation geeigneter Silane oder Polysiloxane in einem geeigneten Lösungsmittel erzeugt. Im Lösungsmittel entsteht dabei ein Gel mit einem bereits weitreichenden Netzwerk, so dass nach Aufbringen des Harzes oder Lacks und Entfernen des Lösungsmittels durch Ausheizen oder dergleichen eine stark vernetzte dreidimensionale SiOx-Schicht entsteht.
  • Die erfindungsgemäß einsetzbaren Materialien verleihen nicht nur die gewünschten thermischen Emissionseigenschaften; der zusätzliche Vorteil dieser Beschichtungen liegt darin, dass die Oberfläche gut gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit und korrosiven Angriff geschützt wird. Dies ist besonders wichtig bei der Verwendung von Stahl. Daneben ist eine durch das Sol-Gel-Verfahren erzeugte SiOx-Beschichtung auch sehr hart, so dass die Oberfläche vor mechanischer Beschädigung geschützt wird. Fluoropolymerlack bietet den zusätzlichen Vorteil, dass die Oberfläche hydrophobe Eigenschaften aufweist, so dass Schmutz gut abgewiesen wird.
  • Beide Beschichtungen bieten den Vorteil, dass sie leicht in einer industriellen Bandbeschichtungsanlage auf nur einer Seite des Blechs aufgetragen werden können. In jedem Fall wird das Substrat, also die Metallplatte, beidseitig vor der Beschichtung vorzugsweise technisch entfettet, um eine gute Haftung der Beschichtung und später eine gute Ultraschall-Schweißbarkeit zu gewährleisten.
  • Um die Oberfläche zusätzlich noch farbig zu gestalten, kann die Metalloberfläche vor der Beschichtung mit einer Sol-Gel-SiOx Beschichtung oder einem Fluoropolymerlack noch mittels einer PVD-Beschichtung, z.B. auf einer industriellen PVD Bandbeschichtungsanlage, mit einer farbigen Schicht beschichtet werden. Weiterhin können eine Haftschicht, die die Haftung der farbigen Schicht auf der Metalloberfläche verbessert, und/oder eine Haftschicht, die die Haftung zur später aufzubringenden Sol-Gel-SiOx-Schicht oder des Fluoropolymerlacks verbessert, aufgebracht werden. In der Regel sind weitere Schichten nicht vorhanden; dies ist aber nicht zwingend. Die nachstehenden Schichtsysteme aus folgenden Schichten haben sich bewährt:
    • 1. Schicht unmittelbar auf der Metalloberfläche (optional)
  • Haftschicht aus Cr, Ti, Al oder einer Nickellegierung, besonders bevorzugt NiV, NiCr oder NiAl. Besonders bevorzugt wird dieser Schicht aufgesputtert.
    • 2. Schicht unmittelbar auf der Metalloberfläche oder unmittelbar auf der Haftschicht
  • Schicht aus Si, SiOxNy, TiOxNyCz, TiAlsNyOx oder CrOxNyCz oder ZrOxNyCz, worin x, y und z so gewählt sind, das die Verbindungen unterstöchiometrisch bezüglich der Summe der Anionen und insbesondere bezüglich des Sauerstoffs sind, wobei x>0 sein muss, während y und z jeweils ≥0 sind. Es ist bevorzugt, wenn es sich bei den Verbindungen um reine Oxide oder um Oxynitride handelt; das Vorhandensein von Kohlenstoff ist möglich, aber nicht zwingend. Der Wert von s liegt im Bereich von 20 bis 80 Atom-%, bezogen auf das vorhandene Titan.
  • Hierzu ist es vorteilhaft, die Schicht reaktiv zu sputtern. Dabei werden Gase über Massendurchflussregler (Mass flow controller, MFC) definiert in die Sputterkammer zusätzlich zum Arbeitsgas (bevorzugt Argon) eingelassen. Daneben ist es besonders vorteilhaft, den Sauerstoffgehalt über eine Lambdasonde oder einen Plasmamonitor definiert zu steuern. Als Gase eignen sich bevorzugt Sauerstoff, Stickstoff und kohlenstoffhaltige Gase wie zum Beispiel Methan, Ethin oder Kohlendioxid.
  • Die Farbe kann hierbei über die Schichtdicke und die Zusammensetzung der Schichten eingestellt werden. Es können z. B. Farbtöne rot, orange, grün, blau, lila, gold, grau oder anthrazit eingestellt werden.
    • 3. Schicht Haftschicht für die Sol-Gel oder Fluropolymerlack Beschichtung (optional)
  • Schicht aus gesputtertem SiOx, ZrOx, TiOx oder ZAO (Aluminium dotiertes Zinkoxid). Dicke im Bereich von vorzugsweise 2 - 100 nm.
  • Ein Schichtsystem mit allen dreien dieser möglichen PVD-Schichten ist in Figur 6 gezeigt; siehe den Pfeil am Rande der Grafik in Verbindung mit den Schichten "PVD Schicht 1" bis "PVD Schicht 3". Dabei wird die Färbung durch die einzig vorhandene 2. Schicht oder aber durch das synergetische Zusammenwirken aller Schichten bestimmt.
  • Die erfindungsgemäß eingesetzte Metallplatte hat in der Regel eine Dicke von 0,1 bis 3 mm, kann bei Bedarf aber auch dicker oder dünner sein. Die Platte wird im vorliegenden Text in manchen Fällen auch als Blech bezeichnet, ohne dass hierdurch ein Unterschied aufgezeigt werden soll. Sie kann regelmäßig oder in einem gewünschten Muster Vertiefungen oder durchgehende Öffnungen enthalten, beispielsweise Lochungen oder Schlitze, die durch einen Laser oder durch Stanzen eingebracht werden können. Diese Maßnahme verbessert das Schallschluckverhalten. Um das Schallschluckverhalten noch weiter zu verbessern, kann auf der Rückseite des Deckenelementes zusätzlich ein schallschluckendes Material (z. B. ein Vlies) angebracht werden.
  • Durch Dessinieren mit einer Prägewalze, selektives Ätzen der Oberfläche oder durch Bearbeitung mit einem Laser können Muster für dekorative Zwecke auf der Metalloberfläche erzeugt werden. Z. B. können auch Kundenlogos oder Schriftzüge realisiert werden. In diesem Fall wird das Material bevorzugt nach Einbringen der Musterung ggf. elektrochemisch poliert und entweder anschließend beschichtet oder, nur im Fall von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, anodisiert.
  • Um auch eine hohe Energieeffizienz bei der Weiterleitung der Wärme aus oder in das auf der Rückseite des Deckenelements befindliche Rohrleitungssystem zu erzielen, welches mit einer Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt wird und zusammen mit dem erfindungsgemäßen Deckenelement unter Ausbildung einer Kühl- oder Heizdecke kombiniert werden soll, sollte die Ableitung der Wärme aus dem Raum, die durch thermische Infrarotstrahlung und durch thermische Konvektion in das Raumdeckenelement eingetragen wird, möglichst effizient durch das Rohrleitungssystem abtransportiert werden können. Wird im umgekehrten Fall das Deckenelement als Heizelement betrieben, muss die Wärme aus dem Rohrsystem möglichst effizient an das Deckenelement abgegeben werden.
  • Eine wichtige Kenngröße für die Leistung eines Heiz- bzw. Kühldeckenelementes ist der thermische Widerstandswert R [m2K/kW] = FΔT/̇Q̇. Dieser ist ein Maß für den Wärmetransport zwischen Wärmeträger führendem Rohr und der zum Raum gerichteten Oberfläche F des Deckenelementes. Er gibt an, welche Temperaturdifferenz ΔT nötig ist, um eine bestimmte Wärmemenge Q̇ durch eine Fläche Fdes Oberflächenelementes zu transportieren. Der Widerstandswert R sollte möglichst klein sein. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Rohre so an das Deckenelement angebracht werden, dass die Wärmeleitung zwischen den Rohren und dem Deckenelement möglichst hoch ist, dass also der Wärmewiderstand möglichst gering ist.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Rohre zu diesem Zweck an das Deckenelement anzufügen, wobei das Fügeverfahren jedoch so ausgestaltet sein muss, dass beim Fügen die zum Raum gerichtete Oberfläche, die hohen ästhetischen Anforderungen genügen muss, nicht beschädigt wird. Als Fügeverfahren, die eine gute Wärmeleitung gewährleisten, haben sich in der Vergangenheit das Laserschweißen und das Ultraschallschweißen bewährt. Beide Verfahren beschädigen jedoch die dem Raum zugewandte Oberfläche. Dieser Nachteil lässt sich umgehen, wenn das Ultraschall-Schweißverfahren mit Hilfe von mindestens zwei Sonotroden wie in WO 2011/128118 A1 durchgeführt wird, wobei Fügestreifen formschlüssig um das oder die auf der Rückseite des Deckenelements aufgelegte(n) Rohr(e) gelegt und an die Rückseite des Deckenelements angeschweißt werden. Dabei wird einerseits die dem Raum zugewandte Fläche nicht beschädigt und zum anderen ein guter Wärmeübergang erzielt, weil unter der Einwirkung des Ultraschalls eine plastische Verformung der Metallteile stattfindet, deren Oberflächen dadurch eine intensive Verbindung miteinander eingehen. Durch Verwendung einer dritten Sonotrode wie in WO 2011/128118 A1 beschrieben, mit der die Fügestreifen auf der dem Deckenelement abgewandten Seite des oder der Rohre an diese angeschweißt werden, kann der Wärmeübergang sogar noch gesteigert werden. Diese zusätzliche Schweißnaht ist optional.
  • Die Rohre können aus einem beliebigen, geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus einem Metall wie Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, einer Kupferlegierung, Messing, Edelstahl, Kunststoff und einem Komposit, wobei der Komposit aus einem Kunststoff und einem Metall oder aus zwei verschiedenen Metallen bestehen kann. Für die zusätzliche Schweißverbindung zwischen Fügestreifen und Rohr mittels der genannten dritten Sonotrode ist es günstig, wenn auch nicht zwingend, wenn die Rohre aus Metall bestehen. Wenn sie aus Metall bestehen, sollten sie generell metallisch "blank" sein, um eine gute Wärmeleitung zu erreichen. Dies gilt insbesondere dann, wenn es vorgesehen ist, dass der Rücken des Rohres mithilfe einer dritten Sonotrode mit dem oder den Fügestreifen verschweißt werden soll. Die Dicke der Rohre und deren Durchmesser kann je nach Bedarf gewählt werden. Geeignet sind beispielsweise Rohre mit Durchmessern von ca. 6-12 mm. Die Rohre werden in einem beliebigen Muster in einem geeigneten, möglichst gleichbleibenden Abstand zueinander (z.B. 80 - 120 mm) verlegt.
  • In einer speziellen Ausgestaltung mit nochmals verbesserter Wärmeeffizienz werden die Rohre auf die Rückseite des Deckenelements derart aufgepresst, dass sie sich verformen und dabei unter zunehmender Kontaktfläche mit dem Deckenelement flacher werden. Diese Maßnahme kann durchgeführt werden, bis die Rohre einen annähernd halbrunden Querschnitt angenommen haben, dessen Basisfläche an der Rückseite des Deckenelements anliegt, während sich die Rundung in der vom Deckenelement abgewandte Richtung erstreckt. Durch die hierbei gewonnene zusätzliche Kontaktfläche wird der Wärmefluss stark verbessert. Zum Verformen der Rohre werden diese vorzugsweise während des Schweißvorgangs mittels einer Anpressrolle angedrückt.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, die Verbindung zwischen dem Fügestreifen und der Rückseite des Deckenelements besonders kraftschlüssig zu gestalten. Dies gelingt, indem die Rückseite der Metallplatte des Deckenelements keinerlei technisch aufgebrachte Beschichtung aufweist, sondern aus der "blanken" Metalloberfläche (d.h. auch im Falle von Aluminium aus der "blanken" Aluminiumoberfläche) als solcher besteht, wie sie unter natürlicher Umgebungsatmosphäre existiert. Aluminium bildet unter Umgebungsatmosphäre eine natürliche Oxidhaut (in der Regel von etwa 10nm Dicke) aus. Das bedeutet, dass die Aluminiumoberfläche erfindungsgemäß auf dieser Seite keine Anodisierungsschicht aufweist.
  • Somit ist gewährleistet, dass in allen Ausgestaltungen der Erfindung die Rückseite der Platte bzw. des Bleches metallisch bleibt und somit mittels des beschriebenen Ultraschallschweißverfahrens gut Rohre unter Verwendung eines Fügestreifens aufgeschweißt werden können.
  • Während eine "blanke" Oberfläche bei Materialien wie Stahl, Weißblech oder Edelstahl ohne weiteres erzeugt bzw. beibehalten werden kann, lässt sich diese "blanke" Oberfläche im Falle von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung durch eine besondere Prozessführung nach der Anodisierung des Aluminiumbleches erzielen: Während des Anodisierungsvorgangs werden normalerweise beide Seiten des Aluminiumbleches mit einer Anodisierungsschicht überzogen wie oben beschrieben. Um die Anodisierungsschicht nur auf der Rückseite zu entfernen, wird die Oberfläche mit einer handelsüblichen selbstklebenden Schutzfolie (besonders bevorzugt aus Polyethylen mit einer gummibasierten Klebeschicht) geschützt und das Aluminiumband durch heiße kaustische Lauge gezogen. Dabei wird auf der ungeschützten Seite des Aluminiumbandes die Anodisierungsschicht weggeätzt. Anschließend wird das Band im Wasserbad gespült und getrocknet. Vorzugsweise verbleibt die Schutzfolie auf der Oberseite bis zur Montage des Deckenelementes. Dieser Schritt wie auch die vorherige Anodisierung erfolgt vorzugsweise in einer Bandanlage; erst das fertig beschichtete bzw. von der Beschichtung befreite Aluminiumblech wird dann in der Regel in geeignete Platten geschnitten, deren Größe natürlich nach Bedarf variieren kann.
  • Die natürliche Oxidhaut wird ohne weiteres durch den Ultraschallschweißvorgang weggerieben, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Metalloberfläche der Metallplatte und der Metalloberfläche des Fügestreifens durch den Ultraschallscheißvorgang gebildet wird.
  • Im Falle von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung als Metall der für das Deckenelement verwendeten Platte bestehen die Fügestreifen vorzugsweise ebenfalls aus "blankem", d.h. nicht anodisiertem Aluminium (vorzugsweise reinem Aluminium, z.B. A1050 oder besser) oder einer Aluminiumlegierung. Stattdessen können sie aber auch aus einem anderen Metall oder einer anderen Metall-Legierung wie Kupfer, Stahl oder Edelstahl bestehen. In dem Fall, dass Stahl, Weißblech oder Edelstahl für das Deckenelement verwendet wird, ist es vorteilhaft, dass der Fügestreifen aus Stahl, Weißblech oder Edelstahl besteht. Kupfer eignet sich ebenfalls hervorragend und bietet darüber noch den Vorteil einer höheren Wärmeleitfähigkeit gegenüber den Stahlwerkstoffen.
  • An der Rückseite des Deckenelementes können Befestigungselemente angebracht werden, mit denen sich die Deckenelemente an der Raumdecke aufhängen lassen. Die Befestigungselemente können aufgeklebt oder besonders bevorzugt durch Ultraschallschweißen befestigt werden. In diesem Fall bestehen die Befestigungselemente vorzugsweise aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen oder aus Stahl.
  • In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Deckenelement Aussparungen, in denen sich Leuchtmittel befinden. Bevorzug werden diese durch Laserschneiden eingebracht. Durch die hohe Reflexion des Materials im sichtbaren Bereich kann eine hohe Lichtausbeute oder im Falle einer eingefärbten Oberfläche ein gewünschter Farbeindruck erzielt werden. Im Falle von LED-Leuchtmitteln können diese besonders effizient gekühlt werden, so dass eine hohe Lichtausbeute gewährleistet ist (die Lichtausbeute sinkt bei LEDs mit der Betriebstemperatur). Natürlich lassen sich weitere Komponenten in das Deckenelement integrieren, beispielsweise Lautsprecherboxen, Feuersensoren, Sprinkleranlagen etc.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
    • A. Herstellung eines erfindungsgemäßen Aluminiumblechs
  • Für die elektrochemische Behandlung des Aluminiumblechs wird eine kommerziell verfügbare Bandanodisierungsanlage mit Pigmentierungseinheit benutzt. D. h. es werden AluminiumBänder in einem kontinuierlichen Verfahren behandelt, bei dem das Band unterschiedliche Bäder durchläuft.
    • Schritt 1:
  • Kaustisches Ätzen in einer starken alkalischen Lauge, um von der Aluminiumoberfläche Rückstände aus dem Walzprozess des Aluminiums (Öle, Fette, Walzemulsion) und die natürliche Aluminiumoxidhaut von etwa 10nm zu entfernen, um eine metallisch reine Oberfläche zu erhalten.
    • Schritt 2:
  • Optional: elektrochemisches Polieren der Oberfläche in einer Mischung aus Phosphor- und Schwefelsäure. Dabei wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung von 10 - 60V vorwiegend an den aus der Oberfläche herausragenden Aluminiumerhöhungen (Walzriefen) durch Feldüberhöhung eine Aluminiumoxidschicht erzeugt. D. h. besonders die Unebenheiten werden in Aluminiumoxid umgewandelt.
    • Schritt 3:
  • Abätzen dieser Aluminiumoxidschicht in kaustischer Lauge, so dass vorwiegend die Unebenheiten abgetragen werden.
    • Schritt 4:
  • Elektrochemisches Anodisieren der Oberfläche in verdünnter Schwefelsäure unter Anlegen einer elektrischen Spannung von 5 - 50V.
    • Schritt 5:
  • Optional: Pigmentieren. Einbringung von Farbpigmenten in die Poren des Aluminiumoxids.
    • Schritt 6:
  • Versiegeln der Poren des Aluminiumoxides in heißem Wasser mit chemischen Zusätzen durch Bildung von Aluminiumhydroxid.
    • Schritt 7:
  • Trocknen, Aufspulen.
    • Schritt 8:
  • Aufbringen einer selbstklebenden Polyethylen Schutzfolie auf der Seite, die später dem Raum zugewandt ist.
    • Schritt 9:
  • Erneutes Durchlaufen der Bandanodisierungsanlage. Hierbei wird nur der Tank zum Ätzen genutzt, um die Anodisierungschicht auf der nicht durch die Folie geschützten Rückseite in heißer kaustischer Lauge zu entfernen.
    • Schritt 10
  • Spülen in deionisiertem Wasser, Trocknen, Aufspulen
    • Schritt 11
  • Richten und Schneiden des Aluminiumbands in Platten, beispielsweise in einer Größe von 1,25 m x 2,00 m.
    • B. Erzeugen eines Wärme- und/oder Kühldeckenelements mit dem Aluminiumblech gemäß A.
  • Im nächsten Schritt werden Kupfer-Rohre mit einem Durchmesser von 10 mm und Standard-Dicke auf die Rückseite des Deckenelements aufgelegt und mit Hilfe einer Ultraschallschweißmaschine mit zwei Sonotroden mit Aluminiumblechen verschweißt, derart, dass die beiden Sonotroden parallel verlaufende Laufbahnen besitzen. Eine dritte Sonotrode verschweißt die Aluminiumbleche mit dem Rücken des Rohres. Mögliche, mäanderförmige Rohrverläufe sind in Figur 3 gezeigt, weitere, alternative Rohrverläufe in Figur 4 und Figur 5. Dabei sind die Rohrleitungen jeweils ca. 100 mm (lichte Weite) voneinander beabstandet. Die Rohrenden ragen auf einer Seite der Platte über diese hinaus und besitzen geeignete Anschlussmittel, beispielsweise ein außenliegendes Schraubgewinde oder einen Schnellverschluss. Die Position der Anschlüsse und die Anschlusselemente sind so gewählt, dass mehrere Deckenelemente leicht zusammengekoppelt werden können. Bevorzugt werden für die Verbindung flexible Schläuche aus Kunststoff und/oder Metall verwendet.
  • Die Vermessung der Leistung von Kühldecken wird in der DIN EN 14240 beschrieben: Dabei wird das Kühldeckenelement oder mehrere identische Kühldeckenelemente in einen Messraum verbracht, dessen Umschließungsflächen auf die Raumtemperatur im Prüfraum temperiert werden zur Vermeidung von Wärmeverlusten bzw. Wärmeeinträgen (Raumtemperatur bei Prüfung: 22...27°C) durch die Außenwände. Im Messraum befinden sich Kühllastsimulatoren - elektrisch beheizte Heizkörper -, die eine definierte Kühllast einbringen. Die Raumtemperatur TGlobe wird dabei mit einem "Globe-Thermometer" bestimmt. Die Kühldeckenelemente werden mit Wasser mit definiertem Fluss und definierter Temperatur (TVL ist dabei die Vorlauf- und TRL die Rücklauftemperatur des Wassers) durchströmt, so dass sich eine "Untertemperatur" TU zur Raumtemperatur einstellt.
  • Die "Untertemperatur" ist definiert durch: Δ T U = T Globe - T V L - T R L 2
    Figure imgb0001
  • Danach wird ein thermischen Gleichgewichts zwischen Kühllastsimulatoren und Kühlfläche eingestellt und die Heizleistung der Kühllastsimulatoren gemessen. Diese ist mit der Wärmeleistung identisch, die durch die Kühldeckenelemente abtransportiert wird. Normiert man diese Leistung auf die aktive Fläche der Kühldeckenelemente, so erhält man die Kühlleistung Q̇.
  • Die Kühlleistung wird bei 3 verschiedenen Untertemperaturen bestimmt und daraus die Leistungskurve des Kühldeckenelementes bestimmt: Q ˙ = K Δ T U n
    Figure imgb0002
  • Aus der Leistungskurve wird die Nenn-Kühlleistung bei ΔTU = 8K bestimmt. Die Norm schreibt vor, dass für Kühldeckenelemente eine Nenn-Kühlleistung von mindestens 35W/m2 erreicht werden muss.
  • Das so hergestellte Heiz-/Kühlelement wies folgende technische Daten auf:
  • Die Nenn-Kühlleistung des Beispiels war ausgezeichnet. Der Wärmeleitungswiderstand zwischen Rohren und Deckenelement ergibt sich aus der Leistungsmessung und konnte mit kleiner 10m2K/kW ermittelt werden. Dieser Wert ist sehr günstig, da der Wärmeleitungswiderstand zwischen den Rohren und dem Deckenelement kleiner 50m2K/kW, bevorzugt kleiner 20 m2K/kW und besonders bevorzugt 10 m2K/kW sein sollte.
  • Weitere Beispiele für erfindungsgemäße Deckenelemente besitzen die folgenden Eigenschaften:
    1) Kühldeckenelement mit metallisch matter Oberfläche
    Substrat 5005 Al-Mg1
    Elektropoliert Nein
    Rauigkeit Ra 0,25µm ± 0,1µm
    Dicke Platte 1mm
    Dicke Anodisierung 4 µm
    Farbe metallisch
    Farbwerte Lab
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 75 - 79%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 > 77%
    Thermische Emission (100°C) > 73%
    Rohre Kupfer 10X0,5mm
    Rohrachsenabstand 80mm
    Rohrgeometrie Mäander
    2) Kühldeckenelement mit aluminiumblanker matter Oberfläche
    Substrat 5005 Al-Mg1
    Elektropoliert Ja
    Rauigkeit Ra 0,20µm ± 0,1µm
    Dicke Platte 1mm
    Dicke Anodisierung 4 µm
    Farbe Aluminium blank
    Farbwerte Lab
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 80 - 83%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 > 76%
    Thermische Emission (100°C) > 73%
    Rohre Kupfer 10X0,75mm
    Rohrachsenabstand 100mm
    Rohrgeometrie Mäander
    3) Kühldeckenelement mit spiegelnder Oberfläche
    Substrat Al 1090
    Elektropoliert Ja
    Rauigkeit Ra 20nm ± 10nm
    Dicke Platte 1 mm
    Dicke Anodisierung 3 µm
    Farbe Aluminium blank
    Farbwerte Lab
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 85 - 87%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 < 15%
    Thermische Emission (100°C) > 75%
    Rohre Kupfer 12X0,75mm
    Rohrachsenabstand 120mm
    Rohrgeometrie Mäander
    4) Kühldeckenelement mit matter goldener Oberfläche
    Substrat 5005 Al-Mg1
    Elektropoliert Ja
    Rauigkeit Ra 0,25µm ± 0,1µm
    Dicke Platte 0,5mm
    Dicke Anodisierung 5 µm
    Farbe Gold
    Farbwerte Lab L* = 81; a* = 4; b* = 40 (alle Werte ± 2)
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 55 - 60%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 > 50%
    Thermische Emission (100°C) 70 - 75%
    Rohre Kupfer 8X0,5mm
    Rohrachsenabstand 80mm
    Rohrgeometrie Spirale
    5) Kühldeckenelement mit matter dunkelroter Oberfläche
    Substrat 5005 Al-Mg1
    Elektropoliert Ja
    Rauigkeit Ra 0,25µm ± 0,1µm
    Dicke Platte 0,7mm
    Dicke Anodisierung 5 µm
    Farbe Dunkelrot
    Farbwerte Lab L* = 64; a* = 46; b* = -6 (alle Werte ± 2)
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 25 - 30%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 > 20%
    Thermische Emission (100°C) 65 - 70%
    Rohre Kupfer 6X0,3mm
    Rohrachsenabstand 80mm
    Rohrgeometrie Harfe
    6) Kühldeckenelement mit spiegelnd blauer Oberfläche
    Substrat Al 1080
    Elektropoliert Ja
    Rauigkeit Ra 0,30nm ± 10nm
    Dicke Platte 0,7mm
    Dicke Anodisierung 6 µm
    Farbe Blau
    Farbwerte Lab L* = 67; a* = -24; b* = -35 (alle Werte ± 2)
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 35 - 40%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 < 20%
    Thermische Emission (100°C) 55 - 60%
    Rohre Kupfer 12X0,75mm
    Rohrachsenabstand 100mm
    Rohrgeometrie Harfe
    7) Kühldeckenelement mit metallisch matter Oberfläche
    Substrat Edelstahl
    Elektropoliert Nein
    Rauigkeit Ra 0,25µm ± 0,1µm
    Dicke Platte 0,4mm
    PVD Farb-Schicht Nein
    Emission erhöhende Beschichtung Sol-Gel SiOx
    Dicke Beschichtung 3 - 4µm
    Farbe metallisch dunkel
    Farbwerte Lab
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3
    Thermische Emission (100°C) > 55%
    Rohre Edelstahl 6X0,5mm
    Rohrachsenabstand 80mm
    Rohrgeometrie Harfe
    8) Kühldeckenelement mit metallisch matter Oberfläche
    Substrat 5005 Al-Mg1
    Elektropoliert Nein
    Rauigkeit Ra 0,25µm ± 0,1µm
    Dicke Platte 1mm
    Dicke Anodisierung 0µm
    PVD Farb-Schicht Nein
    Emission erhöhende Beschichtung Sol-Gel SiOx
    Dicke Beschichtung 3 - 4µm
    Farbe metallisch dunkel
    Farbwerte Lab
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 75 - 79%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 > 77%
    Thermische Emission (100°C) > 50%
    Rohre Aluminium 10X1,0mm
    Rohrachsenabstand 100mm
    Rohrgeometrie Mäander
    9) Kühldeckenelement mit farbiger matter Oberfläche
    Substrat Edelstahl
    Elektropoliert Nein
    Rauigkeit Ra 0,25µm ± 0,1µm
    Dicke Platte 0,3mm
    PVD Farb-Schicht NiV/CrOxNy/ZrOx
    Emission erhöhende Beschichtung Fluoropolymerlack
    Dicke Beschichtung 6µm
    Farbe Lila
    Farbwerte Lab L* = 16; a* = 30; b* = -37 (alle Werte ± 2)
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 3-5%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 < 3%
    Thermische Emission (100°C) > 55%
    Rohre Edelstahl 6X0,5mm
    Rohrachsenabstand 80mm
    Rohrgeometrie Harfe
    10) Kühldeckenelement mit farbig matter Oberfläche
    Substrat 5005 Al-Mg1
    Elektropoliert Ja
    Rauigkeit Ra 0,20µm ± 0,1µm
    Dicke Aluminiumplatte 1,5mm
    Dicke Anodisierung 0µm
    PVD Farb-Schicht NiV/CrOxNy/SiOx
    Emission erhöhende Beschichtung Sol-Gel SiOx
    Dicke Beschichtung 3 - 4µm
    Farbe Gold
    Farbwerte Lab L* = 55; a* = 9; b* = 44 (alle Werte ± 2)
    Totale Reflexion nach DIN 5036-3 20 - 30%
    Diffuse Reflexion nach DIN 5036-3 < 20%
    Thermische Emission (100°C) > 60%
    Rohre Aluminium 8X0,75mm
    Rohrachsenabstand 80mm
    Rohrgeometrie Spirale

Claims (17)

  1. Deckenelement aus oder mit einer Metallplatte, ausgewählt unter Platten aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung, Stahl, Weißblech und Edelstahl, deren zum Raum hin gerichtete Seite eine Schicht aufweist, derart, dass die Platte auf dieser Seite im Bereich der thermischen Infrarotstrahlung (2,0 bis 50µm) eine thermische Emission bei 100°C nach ISO 22975-3:2014; Annex A.2 von mindestens 50% besitzt, und deren dem Raum abgewandte Seite von dem Metall der Platte selbst gebildet wird, die außer einer möglichen natürlichen Oxidhaut im Falle von Platten aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung keine Beschichtung aufweist.
  2. Deckenelement nach Anspruch 1, dessen Metallplatte mindestens auf der dem Raum zugewandten Seite elektropoliert ist.
  3. Deckenelement nach Anspruch 1 oder 2, worin die genannte Metallplatte aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, die auf ihrer dem Raum zugewandten Seite eine Anodisierungschicht von mindestens 1 µm aufweist.
  4. Deckenelement nach Anspruch 3, dessen Anodisierungsschicht eine Dicke zwischen 1 und 10 µm, vorzugsweise zwischen 2 und 6 µm besitzt.
  5. Deckenelement nach einem der Ansprüche 3 und 4, dessen Anodisierungsschicht zusätzlich mit anorganischen und/oder organischen Pigmenten farbig pigmentiert ist.
  6. Deckenelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5 mit einer Anodisierungsschicht, die eine Dicke zwischen 3,5 und 10 µm besitzt, wobei das Deckenelement eine thermische Emission bei 100°C nach ISO 22975-3:2014; Annex A.2 von mindestens 70% aufweist.
  7. Deckenelement nach Anspruch 1 oder 2, worin die genannte Metallplatte auf ihrer dem Raum zugewandten Seite eine mindestens 2 µm dicke, transparente Schicht aus einem Fluorkohlenwasserstoffketten enthaltenden organischen Polymer oder aus durch das Sol-Gel-Verfahren erhaltenem Siliciumoxid als einzige Schicht oder als äußerste Schicht eines Schichtstapels aufweist, der weiterhin eine oder mehrere gesputterte Schichten aufweist oder aus den genannten Schichten besteht.
  8. Deckenelement nach Anspruch 7, worin der Schichtstapel eine farbige Schicht aus einem gesputterten Material aufweist, ausgewählt unter Si, SiOxNy, TiOxNyCz, TiAlsNyOx, CrOxNyCz und ZrOxNyCz, worin x, y und z so gewählt sind, das die Verbindungen unterstöchiometrisch bezüglich der Summe der Anionen und vorzugsweise auch bezüglich des Sauerstoffs sind, wobei x>0 ist und y und z jeweils ≥0 sind, und s 20 bis 80 Atom-% bedeutet, bezogen auf das Titan.
  9. Deckenelement nach Anspruch 8, worin der Schichtstapel zusätzlich entweder eine gesputterte Haftschicht aufweist, die sich unmittelbar auf der Oberfläche der Metallplatte befindet und ausgewählt ist unter den Metallen Cr, Ti und Al sowie einer Nickellegierung, bevorzugt einer Legierung mit Vanadium, Chrom oder Aluminium, und/oder eine gesputterte Haftschicht aufweist, die sich zwischen der farbigen Schicht aus gesputtertem Material und der mindestens 2 µm dicken, transparenten, äußersten Schicht befindet und ausgewählt ist unter jeweils stöchiometrischem oder bezüglich des Sauerstoffs unterstöchiometrischem SiOx, TiOx und mit Aluminiumoxid dotiertem Zinkoxid (ZAO).
  10. Deckenelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die genannte Metallplatte eine Dicke zwischen 0,1 und 3mm besitzt.
  11. Wärme- und/oder Kühldeckenelement, umfassend ein Deckenelement nach einem der voranstehenden Ansprüche sowie mindestens ein rückseitig auf diesem Deckenelement befestigtes Rohr, das für die Zirkulation eines Wärmeträgermediums ausgelegt ist.
  12. Wärme- und/oder Kühldeckenelement nach Anspruch 11, worin das mindestens eine Rohr mit Hilfe von formschlüssig um die Rückseite des Rohres gelegten Fügestreifen in seiner Position gehalten wird, wobei die Fügestreifen auf beiden Seiten des Rohres an die Rückseite des Deckenelements angeschweißt sind.
  13. Wärme- und/oder Kühldeckenelement nach Anspruch 11 oder 12, worin die Fügestreifen zusätzlich auf der dem Deckenelement abgewandten Seite des Rohres an dessen Oberfläche angeschweißt sind.
  14. Wärme- und/oder Kühldeckenelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügestreifen aus einem Metall besteht, ausgewählt unter Stahl, Edelstahl, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, einer Kupferlegierung und Messing, und vorzugsweise aus Aluminium besteht.
  15. Wärme- und/oder Kühldeckenelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Deckenelement zugewandte Seite des mindestens einen Rohres unter Ausbildung einer vergrößerten Kontaktfläche zwischen dem Rohr und dem Deckenelement abgeflacht ist.
  16. Wärme- und/oder Kühldeckenelement nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Platte auf ihrer dem Raum zugewandten Seite Muster für dekorative Zwecke aufweist.
  17. Wärme- und/oder Kühldeckenelement nach einem der Ansprüche 11 bis 16, zusätzlich umfassend im Deckenelement befindliche Leuchtmittel, insbesondere LED-Leuchten, Feuersensoren, Sprinklereinrichtungen und/oder Lautsprecherboxen.
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