EP3284880A1 - Vorrichtung und verfahren zum schutz von aussenexponierten objekten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum schutz von aussenexponierten objekten Download PDF

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EP3284880A1
EP3284880A1 EP17185155.3A EP17185155A EP3284880A1 EP 3284880 A1 EP3284880 A1 EP 3284880A1 EP 17185155 A EP17185155 A EP 17185155A EP 3284880 A1 EP3284880 A1 EP 3284880A1
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EP
European Patent Office
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ventilation
air
membrane material
ventilation opening
fan
Prior art date
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Granted
Application number
EP17185155.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3284880B1 (de
Inventor
Daniel Heite
Johannes Ingrisch
Andreas Kaufmann
Florian HESS
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Publication of EP3284880A1 publication Critical patent/EP3284880A1/de
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Publication of EP3284880B1 publication Critical patent/EP3284880B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H1/00—Buildings or groups of buildings for dwelling or office purposes; General layout, e.g. modular co-ordination or staggered storeys
    • E04H1/12—Small buildings or other erections for limited occupation, erected in the open air or arranged in buildings, e.g. kiosks, waiting shelters for bus stops or for filling stations, roofs for railway platforms, watchmen's huts or dressing cubicles
    • E04H1/1205—Small buildings erected in the open air
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/02—Tents combined or specially associated with other devices
    • E04H15/10—Heating, lighting or ventilating
    • E04H15/14—Ventilating

Definitions

  • the invention relates to a transparent enclosure for the protection of cultural assets. Controlled ventilation prevents the setting of a climate within the enclosure that is detrimental to the cultural heritage.
  • the invention is also directed to methods for protecting cultural assets from adverse weather conditions.
  • the wooden enclosures can be damaged by the winter climate as well. This results in the need for regular repairs or regular replacement of the structures.
  • the housings made of wood have a high weight and even when disassembled bulky and voluminous are. Overall, this results in a high logistics, storage and cost.
  • the above-mentioned work identifies as causes of damage the entry of moisture by weather and condensation in connection with large and numerous amplitudes in the temperature, here in particular the resulting freeze-thaw cycles, and chemical dissolution processes by environmental pollutants.
  • the main damaging mechanisms are the thermal and hygrothermal softening, freeze-thaw cycles, the chemical solution due to polluted air and the presence of organisms.
  • the thermal softening the aforementioned damage mechanisms are based on the presence of atmospheric moisture and moisture content.
  • the present invention is accordingly directed to an enclosure for the protection of externally exposed objects, with a bottom cuff, which is adapted to circumferentially surround the object to be protected on the ground and to prevent soil moisture.
  • the device includes a shell made of membrane material, which surrounds the object to be protected from above and from all sides and which is reversibly attached to the bottom sleeve.
  • the wrapper in some embodiments of the invention closes with the bottom cuff so that no precipitate can penetrate.
  • the shell of membrane material is at least partially transparent or translucent.
  • the device has at least one first ventilation opening for the supply air and at least one second ventilation opening for the exhaust air.
  • the first vent is located in the vertical direction below the second vent for the exhaust air.
  • the device according to this first embodiment is intended to serve as an enclosure for the protection of cultural assets from the effects of the weather.
  • An envelope made of transparent membrane material surrounds the object and creates a separation between the outside and inside climate.
  • the object is protected against precipitation.
  • a dense bottom cuff prevents soil moisture.
  • the transparent enclosure is provided with first and second ventilation openings, which aim to ensure an optimized for the object to be protected building physics indoor climate by the air and moisture content is reduced as possible. This can reduce the effect of the damage mechanisms.
  • the membrane material is stable and durable, yet lightweight and material-saving, easy to assemble and disassemble and can be stored to save space. It can also be transparent, thus revealing the view of the object to be protected.
  • the device according to the invention thus enables a drying of the object to be protected and prevents or reduces the moisture-based processes that could lead to damage to the object.
  • This controlled ventilation takes place in sunlight, which naturally varies with the weather and the position of the sun. At night, when the sun is low (depending on the time of day and year), especially when shaded by surrounding buildings, and in heavy cloud cover, especially in heavy rainfall, this controlled ventilation will come to a standstill.
  • the bottom collar may be made of or include a resilient material as a sealing element.
  • the bottom cuff may contain a plastic, metal, wood or other rigid material.
  • the bottom sleeve can be constructed of removable individual elements. For example, a construction comes out Steel parts in question, which has a seal towards the ground to prevent soil moisture after precipitation from entering the device.
  • the envelope of membrane material is selected depending on the shape and size of the object to be protected.
  • the material thickness may be about 100 ⁇ m to about 350 ⁇ m. In some embodiments of the invention, the material thickness may be about 3 mm to about 10 mm.
  • the membrane material may include or consist of polycarbonate and / or polyethylene and / or glass and / or acrylic.
  • the membrane material is reversibly attached to the bottom cuff and closes with the bottom cuff so that no precipitation can penetrate.
  • Suitable reversible attachment systems are known to those skilled in the art, e.g. from the field of tent construction. It comes, for example, a Vertauung means of a dew and suitable eyelets on the bottom sleeve and on the shell of membrane material into consideration.
  • the penetration of precipitate may e.g. be achieved by flush completion of the shell of membrane material on the bottom of the cuff with a circumferential inclination of the corresponding surface of the bottom cuff.
  • the envelope of membrane material may extend beyond the outer surface of the bottom cuff.
  • the device according to the invention has, in some embodiments, at least one first ventilation opening for the supply air and at least one second ventilation opening for the exhaust air, wherein the first ventilation opening for the supply air is located in the vertical direction below the second ventilation opening for the exhaust air.
  • the first ventilation opening for the supply air and the second ventilation opening for the exhaust air can be designed identically eg size and geometry are affected, or different. It is crucial that under the influence of solar radiation, an air flow can form, which penetrates through the ventilation opening for the supply air into the device and exits through the ventilation opening for the exhaust air. The assignment of the two vents results only by their relative vertical position to each other, since the heated by the sunlight air rises upward.
  • the first ventilation opening for the supply air may be located in some embodiments of the invention in the bottom sleeve and / or in the shell of membrane material.
  • the first ventilation opening for the supply air may in some embodiments of the invention also consist of an opening between the bottom collar and the shell of membrane material, through which air may penetrate, but not precipitation. This can be done for example by a corresponding coverage of both components.
  • the envelope of membrane material is clamped by a frame which rests on the bottom collar and is reversibly attached thereto.
  • the shell may have lower wall thickness and lower weight, without the strength of the housing decreases. This facilitates the transport and the construction of the enclosure while at the same time achieving the necessary resistance to snow and wind pressure.
  • the envelope of membrane material may also be attached to the frame.
  • the mechanical Fesitkeit be further increased.
  • the frame may be constructed of disassemblable single elements. This also allows the frame to save space.
  • the frame tensions the envelope of membrane material and prevents the latter from partially resting on the object to be protected even with a low material thickness and correspondingly great flexibility.
  • the frame may be made of a metal or an alloy or of a plastic or of wood. For example, a construction made of steel parts comes into question. As a result, a self-supporting frame can be obtained.
  • the frame may also consist of an elastic material and fulfill the carrying function together with the attached shell as a surface structure. Such solutions are known for example from the field of tent construction.
  • the ventilation openings are designed so that no precipitate can penetrate through them. This can e.g. through canopies, air scoops or other measures known per se.
  • the latter has at least two ventilation flaps which can be opened and closed and which in the closed state seal the first and second ventilation openings airtight or approximately airtight.
  • the ventilation flaps can be closed if ventilation of the object to be protected is not desired, for example if there is insufficient solar radiation on the device. This prevents condensation in case of unfavorable ambient climate (outside more humid than inside, object cool) Water is done on the object.
  • the ventilation flaps may be attached to the frame.
  • the louvers may be mechanically controllable.
  • this in addition to a fan, which is arranged so that an air flow can be generated, which penetrates through the first vent opening into the device and exits through the second vent for the exhaust air.
  • a fan which is arranged so that an air flow can be generated, which penetrates through the first vent opening into the device and exits through the second vent for the exhaust air.
  • This embodiment makes it possible to perform a controlled ventilation by the operating fan generates said air flow. This can support or reinforce the free convection, which would be due to solar radiation without the fan.
  • the fan may be configured to generate an airflow when the solar radiation for the formation of the free convection is not or not sufficient, but still the outdoor climate is still suitable to dry the object to be protected.
  • the fan allows both a more intensive ventilation and a longer useful ventilation time and thus overall improved drying of the object to be protected.
  • the installation of the fan and its direction result from the achievable purpose of the fan.
  • the fan may e.g. be positioned in the region of the first ventilation opening for the supply air or in the region of the second ventilation opening for the exhaust air and / or be fitted in one or both ventilation openings.
  • a solar panel may optionally be present, which is set up to drive the fan by means of electric current.
  • This embodiment allows the operation of the fan in response to the sunlight on the device.
  • the electric current to drive the fan is generated in solar radiation by means of the solar panel with solar cells. This means that as soon as the sun is not shining, no electric current is generated to operate the fan.
  • the controlled ventilation by means of a fan only at favorable, i. dry, climatic conditions. Essentially, the operation of the ventiator takes place when free convection would also set. An excessive exchange of air in unfavorable climatic conditions is thereby avoided and thus also condensation of humidity on the object to be protected. This requires no control or regulation from the outside, so that the cost of maintenance and operation of the device is minimized.
  • it may additionally include a hot air collector located outside the shell of membrane material and configured to heat the supply air prior to entry through the first vent.
  • a hot air collector located outside the shell of membrane material and configured to heat the supply air prior to entry through the first vent.
  • the device may comprise both a fan and a hot air collector and a solar panel. This embodiment makes it possible, on the one hand, to limit the operation of the fan by means of locally generated electrical current for the duration of the solar radiation and thus to avoid undesired air exchange, and, on the other hand to preheat the air that passes through the ventilator on the object to be protected.
  • Ventilation flaps can be closed if an air exchange is not desired, ie if neither the fan is in operation nor ventilation by free convection takes place.
  • the device may additionally include sensors located inside and outside the envelope of membrane material for measuring air temperature and / or relative humidity. These may be configured to control or regulate the opening and closing of the louvers and / or the operation of the fan depending on indoor and outdoor climate data.
  • This embodiment makes it possible to automatically prevent the air exchange in unfavorable climatic external conditions by the ventilation flaps are closed with appropriate measurements of the sensors located inside and outside of the membrane material for measuring the air temperature and the relative humidity.
  • a data processing unit and an external power supply are needed, which enables the operation of the unit for data processing as well as the movement of the ventilation flaps.
  • the ventilation of the object can be effected by the free convection caused by solar radiation. This requires no further regulation or control and no auxiliary electric power, so that the method is very easy to carry out.
  • the ventilation of the object can be controlled within the housing by means of at least one ventilation flap, wherein the ventilation flap can be opened and closed and this closes the first and / or second ventilation openings in the closed state.
  • two ventilation flaps may be present, which are respectively associated with the first and the second ventilation opening.
  • the ventilation flaps may be temporarily closed when the climatic conditions outside the device given by air temperature and humidity are such that condensation of humidity on the object to be protected can occur compared to the climatic conditions within the device.
  • the object may be ventilated by an air flow which enters the device through the first ventilation opening for the supply air and exits through the second ventilation opening for the exhaust air and which is generated or amplified by a fan. This enables optimized drying or the optimized discharge of moisture.
  • the fan may be powered by electric power generated by a solar panel with solar cells. This allows the operation of the device in remote locations or without mains connection, so that assembly and operation can be simplified.
  • the supply air may be heated by a hot air collector prior to entry through the first vent.
  • sensors located inside and outside the membrane material sheath may be used to measure air temperature and relative humidity. With these measurements, the optional ventilation flaps and / or the fan and / or the hot air collector can be controlled or regulated.
  • FIG. 1 represents fundamental aspects of the basic experimental design of a device (1) according to the invention.
  • the device (1) contains a shell of membrane material (3), which rests on a bottom sleeve (2) or on a base and with vertical walls (21) rises above this / these and with a slightly sloping roof (22) closes up.
  • the roof is designed as a pent roof, with other roof shapes can be selected, for example, a dome roof or a pitched roof or a freeform.
  • the casing of membrane material (3) can have a material thickness which allows a self-supporting construction.
  • a frame may be present, which gives additional stability and thus allows a lower material thickness of the membrane material.
  • the envelope of membrane material (3) may be completely or partially translucent or transparent. In some embodiments of the invention, it is also possible for only individual walls or wall segments or wall parts of the envelope (3) to be transparent or translucent.
  • the shell may contain at least in partial areas a latent heat storage, which reduces temperature fluctuations
  • the device (1) has at least one ventilation opening (4) for the supply air (5) in the region of the bottom sleeve (2) or the base in a vertical wall section and a second ventilation opening in a vertical wall in the upper area of the device (1) (6) for the exhaust air (7). It follows that the ventilation opening (4) for the supply air (5) with respect to a vertical direction below the second vent opening (6) for the exhaust air (7) is located. In the embodiment shown here, the two ventilation openings are also located in two opposite wall sections of the transparent housing (3a) and the bottom sleeve (2) or the base.
  • the two arrows (5) and (7) symbolize the inflow and outflow direction regardless of the ventilation concept used, i. free convection or by means of at least one optional fan (10).
  • test body (101) with a mass of 85 kg ( ⁇ 3 kg) serves as hygrothermal load and represents the object to be protected.
  • the test body (102) with a mass of 10 kg ( ⁇ 0.1 kg) was cleaned before the start of the test and watered. Among other things, the occurrence of fouling is investigated on this test body.
  • first sensors (13) to detect the interior climate of the transparent enclosure (3a).
  • the redundant detection by an environment-independent data logger (13a) serves as a backup for the data of the indoor climate in case of failure of a sensor or power failure.
  • the temperature sensors (23) and 24) measure the surface temperature on the north and south sides of the test body (101).
  • second sensors (14) located outside the device (1).
  • the acquired measurement data is collected and stored by a PC.
  • FIG. 2 Various protective housings are shown, all of which have the same orthogonal geometry.
  • a conventional wood housing Figure 2-1
  • three transparent enclosures (( Figures 2-2, 2-3 and 2-4 ), in which the comparison between opaque and transparent or translucent with different ventilation variants is performed.
  • Figure 2-2 an embodiment with free convection
  • Figure 2-3 shows an embodiment with a fan (10) and with a hot air collector (12)
  • Figure 2-4 shows an embodiment only with fan (10).
  • FIG. 1 Another device (1) according to the present invention was produced, which in Figure 2-5 is shown.
  • This device (1) comprises a rectangular bottom sleeve (2), which surrounds the object to be protected (101, 102) at the bottom circumferentially.
  • the bottom cuff keeps soil moisture off.
  • the device (1) further comprises a shell made of transparent membrane material (3) which surrounds the object to be protected (101, 102) from above and from all sides and which is spanned by a frame (8) of metal, eg steel, which rests on the bottom sleeve (2) and is reversibly attached to this.
  • the envelope of membrane material (3) closes with the bottom collar (2) so that no precipitate can penetrate.
  • the device (1) further comprises a fan (10) which is adapted to generate an air flow which penetrates through the first ventilation opening (4) for the supply air (5) into the device (1) and through the second ventilation opening (10). 6) for the exhaust air emerges.
  • the ventilation opening (4) for the supply air (5) and the second ventilation opening for the exhaust air are in all in the FIG. 2
  • the variants shown are the same and have already been used in connection with the FIG. 1 explained.
  • the vents are not explicitly shown.
  • the content of in FIG. 2 shown variants with respect to the object to be protected (101, 102) and the first and second sensors (13, 13a, 23, 24) has already been in connection with FIG. 1 illustrated and explained.
  • FIG. 3 shows the relative humidity against time
  • FIG. 4 shows the temperature against time.
  • the device according to the present invention also has advantages in terms of weight and storage compared to the previously known massive housings.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Tents Or Canopies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1), zum Schutz von außenexponierten Objekten, mit zumindest einer Bodenmanschette (2), welche dazu eingerichtet ist, das zu schützende Objekt am Boden umlaufend zu umgeben und Bodenfeuchtigkeit abzuhalten, und mit einer Hülle aus Membranwerkstoff (3), welche dazu eingerichtet ist, das zu schützende Objekt von oben und von allen Seiten zu umgeben und welche an der Bodenmanschette (2) reversibel befestigbar ist und mit der Bodenmanschette (2) so abschließt, dass kein Niederschlag eindringen kann, wobei die Hülle aus Membranwerkstoff (3) transparent oder transluzent ist und die Vorrichtung (1) mindestens eine erste Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) und mindestens eine zweite Lüftungsöffnung (6) für die Abluft (7) aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schutz von außenexponierten Objekten vor nachteiligen Witterungseinflüssen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine transparente Einhausung zum Schutz von Kulturgütern. Durch kontrollierte Belüftung wird die Einstellung eines für das jeweilige Kulturgut nachteiligen Klimas innerhalb der Einhausung verhindert. Die Erfindung ist außerdem auf Verfahren zum Schutz von Kulturgütern vor nachteiligen Witterungseinflüssen gerichtet.
  • Winterliche Schutzhüllen aus Holz haben eine jahrhundertelange Tradition, deren Wirkung allgemein anerkannt war. Tatsächlich wird der Schutz von außenexponierten Kulturgütern, wie z.B. Skulpturen, Brunnen, Wandreliefs, Grabmälern etc. vor Witterungseinflüssen, vor allem im Winter, bisher meist mit Einhausungen aus Holz realisiert.
  • Diese Einhausungen aus Holz haben aber verschiedene Nachteile. So entsteht unter Umständen ein schädigendes Innenklima, da durch unkontrollierte Durchlüftung sowie Diffusion Feuchtigkeit eingetragen werden kann und dann am Objekt kondensieren kann. Diese kondensierte Feuchtigkeit kann dann zu Schäden am Objekt führen.
  • Zusätzlich kann die Einhausungen aus Holz durch das winterliche Klima ebenso geschädigt werden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit regelmäßiger Instandsetzungen bzw. eines regelmäßigen Austauschs der Konstruktionen. Hinzu kommt, dass die Einhausungen aus Holz ein hohes Gewicht haben und auch im demontierten Zustand sperrig und voluminös sind. Insgesamt ergibt sich daraus ein hoher Logistik-, Lager- und Kostenaufwand.
  • Schließlich sind Einhausungen aus Holz nicht durchsichtig. Deshalb sind die geschützten Kulturgüter für den Betrachter nicht sichtbar. Das stellt einen ästhetischen Nachteil dar und in Bezug auf den Tourismus auch einen potentiell wirtschaftlichen Nachteil.
  • Tatsächlich ist seit den 1970er Jahren ein Rückgang bei der Verwendung von Einhausungen aus Holz zu verzeichnen. Die Gründe dafür liegen einerseits im finanziellen und logistischen Aufwand und hängen andererseits mit dem Bestreben zusammen, die Objekte ganzjährig sichtbar zu lassen.
  • Obwohl der Einsatz von Einhausungen aus Holz aber immer noch allgemein anerkannte Praxis darstellt, ist deren positiver Einfluss auf das eingehauste Objekt in der Regel nicht wissenschaftlich belegt. Unter gewissen Umständen kann aufgrund eingetragener Feuchtigkeit durch Diffusion und Kondensation sogar ein schädigendes Klima innerhalb der Einhausung entstehen. Zudem haben neuere Forschungsarbeiten festgestellt, dass die Objekte in der Regel im Herbst mit hoher Materialfeuchte eingehaust werden und diese Feuchte in gebräuchlichen Einhausungstypen über die Einhausungsperiode kaum abnimmt. Dadurch können auf Feuchtigkeit basierende Schadensmechanismen auch im geschützten Zustand wirken.
  • In den letzten Jahrzehnten wurden die Wirkweisen bestehender Schutzbauten sowie die neu entwickelter Schutzkonstruktionen an unterschiedlichen Objekten im Rahmen mehrerer unabhängiger Forschungsprojekte untersucht. Anzuführen sind hier insbesondere die folgenden von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Projekte:
    • "Winterzelt", Weikersheim und Clemenswerth, 1997-2003
    • "Einhausung der Brückenfiguren Unter den Linden", Berlin, 2006-2010
    • "Winterschutzeinhausungen", IDK Leipzig, 2012 - voraussichtlich 2016
  • Die oben genannten Arbeiten identifizieren als Schadensursachen übereinstimmend den Eintrag von Feuchtigkeit durch Wetter und Kondensation in Zusammenhang mit großen und zahlreichen Amplituden bei der Temperatur, hier insbesondere der daraus resultierende Frost-Tau-Wechsel, und chemische Lösungsprozesse durch Umweltschadstoffe.
  • Für außenexponierte Kulturgüter sind als hauptsächliche schädigende Mechanismen die thermische und hygrothermische Entfestigung, Frost-Tau-Wechsel, die chemische Lösung aufgrund schadstoffbelasteter Luft sowie Organismenbefall belegt. Bis auf die thermische Entfestigung basieren die genannten Schadensmechanismen auf dem Vorhandensein von Luftfeuchtigkeit und Materialfeuchte.
  • Es besteht daher Bedarf an einer Schutzeinhausung, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere also gleichzeitig das eingehauste Objekt nicht nur vor den direkten Witterungseinflüssen schützt, sondern auch vor durch eintretende Feuchtigkeit verursachte Schäden, weiterhin die Sichtbarkeit des Objektes ermöglicht, stabil und langlebig ist und trotzdem leicht und materialsparend ist einfach zu montieren und demontieren ist, und platzsparend zu lagern ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
  • Die vorliegende Erfindung ist demgemäß gerichtet auf eine Einhausung zum Schutz von außenexponierten Objekten, mit einer Bodenmanschette, welche dazu eingerichtet ist, das zu schützende Objekt am Boden umlaufend zu umgeben und Bodenfeuchtigkeit abzuhalten. Weiterhin enthält die Vorrichtung eine Hülle aus Membranwerkstoff, welche das zu schützende Objekt von oben und von allen Seiten umgebibt und welche an der Bodenmanschette reversibel befestigt ist. Die Hülle schließt in einigen Ausführungsformen der Erfindung mit der Bodenmanschette so ab, dass kein Niederschlag eindringen kann. Die Hülle aus Membranwerkstoff ist zumindest teilweise transparent oder transluzent. Die Vorrichtungweist mindestens eine erste Lüftungsöffnung für die Zuluft und mindestens eine zweite Lüftungsöffnung für die Abluft auf.
  • In einigen Ausführungsformen der Erindung ist die erste Lüftungsöffnung in der vertikalen Richtung unterhalb der zweiten Lüftungsöffnung für die Abluft gelegen.
  • Die Vorrichtung gemäß dieser ersten Ausführungsform ist dazu bestimmt, als Einhausung zum Schutz von Kulturgütern vor Witterungseinflüssen zu dienen. Eine Hülle aus transparentem Membranwerkstoff umgibt das Objekt und erzeugt eine Trennung zwischen Außen- und Innenklima. Das Objekt ist vor Niederschlag geschützt. Eine dichte Bodenmanschette hält Bodenfeuchte ab. Die transparente Einhausung ist mit ersten und zweiten Lüftungsöffnungen versehen, welche darauf abzielen, ein für das zu schützende Objekt optimiertes bauphysikalisches Innenklima zu gewährleisten, indem die Luft- und Materialfeuchte möglichst reduziert wird. Hierdurch kann die Wirkung der Schadensmechanismen verringert sein. Der Membranwerkstoff ist stabil und langlebig und trotzdem leicht und materialsparend, einfach zu montieren und zu demontieren und lässt sich platzsparend lagern. Er kann außerdem transparent sein und gibt damit den Blick auf das zu schützende Objekt frei.
  • In Phasen mit solarer Einstrahlung auf die erfindungsgemäße Vorrichtung erwärmt sich das Innenklima. Dieser Effekt ist unter dem Begriff "Treibhauseffekt" bekannt. Bedingt durch den thermischen Auftrieb stellt sich eine Belüftung mittels freier Konvektion ein. Außenluft mit niedriger absoluter Feuchtigkeit strömt durch die ersten Lüftungsöffnungen im unteren und oberen Bereich am Objekt vorbei, wird dabei erwärmt und transportiert Feuchtigkeit vom Objekt ab.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht damit eine Trocknung des zu schützenden Objektes und verhindert oder vermindert die auf Feuchtigkeit basierenden Prozesse, die zu einer Schädigung des Objektes führen könnten.
  • Diese kontrollierte Belüftung erfolgt bei Sonneneinstrahlung, die naturgemäß mit dem Wetter und dem Sonnenstand variiert. Nachts, bei niedrigem Sonnenstand (abhängig von Jahres- und Tageszeit), insbesondere bei Verschattung durch umliegende Gebäude, und bei starker Bewölkung, insbesondere bei starkem Niederschlag, wird diese kontrollierte Belüftung zum Erliegen kommen.
  • Damit reduziert sich der Luftaustausch selbstständig, sobald das Innenklima keine höheren Temperaturen aufweist. Somit stellt sich zwar das Außenklima im Inneren der Einhausung ein, jedoch können die Phasen ausreichender Sonneneinstrahlung (Schönwetterperioden, ausreichend hoher Sonnenstand, z.B. um die Mittagszeit) gezielt zur Trocknung des zu schützenden Objektes genutzt werden. Wenn also auch Kondensation am zu schützenden Objekt nicht völlig vermieden werden kann, so können im Gegensatz zu den Holzeinhausungen des Standes der Technik die Phasen mit ausreichender Sonneneinstrahlung zur Trocknung genutzt werden.
  • Die Bodenmanschette kann aus einem elastischen Material bestehen oder ein solches als Dichtungselement enthalten. Daneben kann die Bodenmanschette einen Kunststoff, Metall, Holz oder ein anderes biegesteifes Material enthalten. Die Bodenmanschette kann aus demontierbaren Einzelelementen aufgebaut sein. So kommt zum Beispiel eine Konstruktion aus Stahlteilen in Frage, welche zum Boden hin eine Abdichtung aufweist, um Bodenfeuchte nach Niederschlag am Eindringen in die Vorrichtung zu hindern.
  • Die Hülle aus Membranwerkstoff wird in Abhängigkeit von Form und Größe des zu schützenden Objektes gewählt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Materialstärke etwa 100 µm bis etwa 350 µm betragen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Materialstärke etwa 3 mm bis etwa 10 mm betragen.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Membranwerkstoff Polycarbonat und/oder Polyethylen und/oder Glas und/oder Acryl enthalten oder daraus bestehen.
  • Die Hülle aus Membranwerkstoff ist an der Bodenmanschette reversibel befestigt und schließt mit der Bodenmanschette so ab, dass kein Niederschlag eindringen kann. Geeignete reversible Befestigungssysteme sind dem Fachmann bekannt, z.B. aus dem Bereich des Zeltbaus. Es kommt z.B. eine Vertauung mittels eines Taus und geeigneter Ösen an der Bodenmanschette und an der Hülle aus Membranwerkstoff in Betracht. Das Eindringen von Niederschlag kann z.B. durch bündigen Abschluss der Hülle aus Membranwerkstoff auf der Bodenmanschette mit einer umlaufenden Neigung der entsprechenden Oberfläche der Bodenmanschette erreicht werden. Alternativ kann die Hülle aus Membranwerkstoff auch über die äußere Oberfläche der Bodenmanschette nach unten hinausreichen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist in einigen Ausführungsformen mindestens eine erste Lüftungsöffnung für die Zuluft und mindestens eine zweite Lüftungsöffnung für die Abluft auf, wobei die erste Lüftungsöffnung für die Zuluft in der vertikalen Richtung unterhalb der zweiten Lüftungsöffnung für die Abluft gelegen ist. Die erste Lüftungsöffnung für die Zuluft und die zweite Lüftungsöffnung für die Abluft können identisch gestaltet sein, was z.B. Größe und Geometrie betrifft, oder unterschiedlich ausfallen. Entscheidend ist, dass sich unter dem Einfluss von Sonneneinstrahlung ein Luftstrom ausbilden kann, der durch die Lüftungsöffnung für die Zuluft in die Vorrichtung eindringt und durch die Lüftungsöffnung für die Abluft austritt. Die Zuordnung der beiden Lüftungsöffnungen ergibt sich dabei nur durch ihre relative vertikale Position zueinander, da die von der Sonneneinstrahlung erwärmte Luft nach oben steigt.
  • Die erste Lüftungsöffnung für die Zuluft kann sich in einigen Ausführungsformen der Erfindung in der Bodenmanschette und/oder in der Hülle aus Membranwerkstoff befinden. Die erste Lüftungsöffnung für die Zuluft kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung auch in einer Öffnung zwischen der Bodenmanschette und der Hülle aus Membranwerkstoff bestehen, durch die zwar Luft eindringen kann, nicht aber Niederschlag. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Überdeckung beider Bauteile erfolgen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung wird die Hülle aus Membranwerkstoff von einem Rahmen aufgespannt, der auf der Bodenmanschette aufliegt und an dieser reversibel befestigt ist. Hierdurch kann die Hülle geringere Wandstärken und geringeres Gewicht aufweisen, ohne dass die Festigkeit der Einhausung abnimmt. So wird der Transport und der Aufbau der Einhausung erleichtert und gleichzeitig die erforderliche Widerstandskraft gegen Schnee- und Winddruck erreicht.
  • Zusätzlich kann die Hülle aus Membranwerkstoff auch an dem Rahmen befestigt sein. Hierdurch kann die mechanische Fesitkeit weiter erhöht sein.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Rahmen aus demontierbaren Einzelelementen aufgebaut sein. Damit lässt sich auch der Rahmen platzsparend lagern.
  • Der Rahmen spannt die Hülle aus Membranwerkstoff auf und verhindert so, dass letztere auch bei geringer Materialstärke und entsprechend großer Flexibilität teilweise auf dem zu schützenden Objekt aufliegt. Dadurch wird unabhängig von der Form des zu schützenden Objektes gewährleistet, dass alle Teilbereiche des zu schützenden Objektes gleichermaßen vm Luftstrom umströmt werden können, ohne dass aufliegende Teile der Hülle aus Membranwerkstoff dies teilweise verhindern.
  • Der Rahmen kann aus einem Metall oder einer Legierung oder aus einem Kunststoff oder aus Holz bestehen. So kommt zum Beispiel eine Konstruktion aus Stahlteilen in Frage. Hierdurch kann ein selbsttragender Rahmen erhalten werden. Der Rahmen kann aber auch aus einem elastischen Material bestehen und die Tragefunktion zusammen mit der daran befestigten Hülle als Flächentragwerk erfüllen. Derartige Lösungen sind beispielsweise aus dem Bereich des Zeltbaus bekannt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung sind die Lüftungsöffnungen so ausgebildet, dass durch sie kein Niederschlag eindringen kann. Das kann z.B. durch Vordächer, Lufthutzen oder andere, an sich bekannte Maßnahmen geschehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung weist diese mindestens zwei Lüftungsklappen auf, die geöffnet und geschlossen werden können und die im geschlossenen Zustand die ersten und zweiten Lüftungsöffnungen luftdicht oder näherungsweise luftdicht abschließen.
  • Die Lüftungsklappen können geschlossen werden, wenn eine Belüftung des zu schützenden Objektes nicht gewünscht ist, z.B. bei mangelnder Sonneneinstrahlung auf die Vorrichtung. Dadurch wird verhindert, dass bei ungünstigem Umgebungsklima (außen feuchter als innen, Objekt kühl) Kondensation von Wasser am Objekt erfolgt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Lüftungsklappen am Rahmen befestigt sein. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Lüftungsklappen mechanisch steuerbar sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist diese zusätzlich einen Ventilator auf, der so angeordnet ist, dass ein Luftstrom erzeugbar ist, der durch die erste Lüftungsöffnung in die Vorrichtung eindringt und durch die zweite Lüftungsöffnung für die Abluft austritt. Diese Ausführungsform ermöglicht es, eine kontrollierte Belüftung durchzuführen, indem der in Betrieb befindliche Ventilator den genannten Luftstrom erzeugt. Das kann die freie Konvektion unterstützen bzw. verstärken, die aufgrund von Sonneneinstrahlung auch ohne den Ventilator erfolgen würde. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Ventilator dazu eingerichtet sein, einen Luftstrom zu erzeugen, wenn die Sonneneinstrahlung für die Ausbildung der freien Konvektion noch nicht oder nicht mehr ausreicht, aber dennoch das Außenklima noch geeignet ist, das zu schützende Objekt zu trocknen. Damit ermöglicht der Ventilator sowohl eine intensivere Belüftung als auch eine längere nutzbare Belüftungsdauer und damit insgesamt eine verbesserte Trocknung des zu schützenden Objektes.
  • Der Einbau des Ventilators und seine Laufrichtung ergeben sich aus dem zu erreichenden Zweck des Ventilators. Der Ventilator kann z.B. im Bereich der ersten Lüftungsöffnung für die Zuluft oder im Bereich der zweiten Lüftungsöffnung für die Abluft positioniert sein und/oder in einer oder beiden Lüftungsöffnungen eingepasst sein.
  • In der oben genannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Ventilator kann optional ein Solarpaneel vorhanden sein, welches dazu eingerichtet ist, den Ventilator durch elektrischen Strom anzutreiben.
  • Diese Ausführungsform ermöglicht den Betrieb des Ventilators in Abhängigkeit der Sonneneinstrahlung auf die Vorrichtung. Der elektrische Strom zum Antrieb des Ventilators wird dabei bei Sonneneinstrahlung mittels des Solarpaneels mit Solarzellen erzeugt. Das heißt, dass sobald die Sonne nicht scheint auch kein elektrischer Strom zum Betrieb des Ventilators erzeugt wird. Damit erfolgt die kontrollierte Belüftung mittels Ventilator nur bei günstigen, d.h. trockenen, klimatischen Bedingungen. Im Wesentlichen erfolgt der Betrieb des Ventiilators dann, wenn sich auch die freie Konvektion einstellen würde. Ein zu starker Luftaustausch bei ungünstigen klimatischen Bedingungen wird dadurch vermieden und damit auch Kondensation von Luftfeuchtigkeit am zu schützenden Objekt. Dazu bedarf es keiner Steuerung oder Regelung von außen, so dass der Aufwand für Unterhalt und Betrieb der Vorrichtung minimiert ist.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann diese zusätzlich einen außerhalb der Hülle aus Membranwerkstoff gelegenen Warmluftkollektor enthalten, der dazu eingerichtet ist, die Zuluft vor dem Eintritt durch die erste Lüftungsöffnung zu erwärmen. Diese Ausführungsform ermöglicht es, den die Trockung mit vorgewärmter Luft noch effektiver zu gestalten. Die durch die Sonneneinstrahlung auf den Warmluftkollektor bereits vorgewärmte Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen und damit das zu schützende Objekt noch effektiver trocknen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Vorrichtung sowohl einen Ventilator als auch einen Warmluftkollektor und ein Solarpanel aufweisen.Diese Ausführungsform ermöglicht es einerseits, den Betrieb des Ventilators mittels lokal erzeugtem elektrischen Stroms auf die Dauer der Sonneneinstrahlung zu begrenzen und damit einen ungewünschten Luftaustausch zu vermeiden, und andererseits die Luft vorzuwärmen, die durch den Ventilator am zu schützenden Objekt vorbeigeführt wird.
  • Es ist außerdem zweckmäßig, wenn in den genannten Ausführungsformen mit einem Ventilator auch Lüftungsklappen umfasst sind wie weiter oben beschrieben. Die Lüftungsklappen können geschlossen werden, wenn ein Luftaustausch nicht erwünscht ist, wenn also weder der Ventilator in Betrieb ist noch Belüftung durch freie Konvektion erfolgt.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung zusätzlich innerhalb und außerhalb der Hülle aus Membranwerkstoff gelegene Sensoren zur Messung der Lufttemperatur und/oder der relativen Luftfeuchtigkeit enthalten. Diese können dazu eingerichtet sein, das Öffnen und Schließen der Lüftungsklappen und/oder den Betrieb des Ventilators abhängig von Innen- und Außenklimadaten zu steuern oder zu regeln. Diese Ausführungsform ermöglicht es, den Luftaustausch bei ungünstigen klimatischen Außenbedingungen automatisch zu unterbinden, indem die Lüftungsklappen bei entsprechenden Messwerten der innerhalb und außerhalb der Hülle aus Membranwerkstoff gelegenen Sensoren zur Messung der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit geschlossen werden. In dieser Ausführungsform werden eine Einheit zur Datenverarbeitung und eine externe Stromversorgung benötigt, die den Betrieb der Einheit zur Datenverarbeitung ermöglicht als auch die Bewegung der Lüftungsklappen.
  • Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf ein Verfahren zum Schutz von außenexponierten Objekten vor nachteiligen Witterungseinflüssen gerichtet, welches folgende Verfahrensschritte enthält:
    • Einhausung eines Objektes mittels einer Vorrichtung mit zumindest einer Bodenmanschette, welche dazu eingerichtet ist, das zu schützende Objekt am Boden umlaufend zu umgeben und Bodenfeuchtigkeit abzuhalten, einer transparenten oder transluzenten Hülle aus Membranwerkstoff, welche das zu schützende Objekt von oben und von allen Seiten umgibt und welche an der Bodenmanschette reversibel befestigt ist, sowie mit zumindest einer ersten Lüftungsöffnung für die Zuluft und mindestens einer zweiten Lüftungsöffnung für die Abluft auf
    • Belüftung des Objektes durch einen Luftstrom, der durch die erste Lüftungsöffnung für die Zuluft in die Vorrichtung eindringt und durch die zweite Lüftungsöffnung für die Abluft austritt.
  • Die vorteilhaften Wirkungen dieses Verfahrens in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Vorrichtung ergeben sich aus der obigen detaillierten Beschreibung der Vorrichtung.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann die Belüftung des Objektes durch die durch Sonneneinstrahlung verursachte freie Konvektion erfolgen. Dies erfordert keine weitere Regelung oder steuerung und keine elektrische Hilfsenergie, so dass das Verfahren sehr einfach durchführbar ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann mittels zumindest einer Lüftungsklappe die Belüftung des Objektes innderhalb der Einhausung kontrolliert werden, wobei die Lüfungsklappe geöffnet und geschlossen werden kann und diese im geschlossenen Zustand die ersten und/oder zweiten Lüftungsöffnungen abschließt. In einer Ausführungsform des Verfahrens können zwei Lüftungsklappen vorhanden sein, welche jeweils der ersten und der zweiten Lüftungsöffnung zugeordnet sind.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens können die Lüftungsklappen zeitweilige geschlossen werden, wenn die durch Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit gegebenen klimatischen Bedingungen außerhalb der Vorrichtung im Vergleich zu den klimatischen Bedingungen innerhalb der Vorrichtung derart sind, dass Kondensation von Luftfeuchtigkeit am zu schützenden Objekt auftreten kann.
  • In einigen Ausführungsformen des Verfahrens kann das Objekt durch einen Luftstrom belüftet werden, welcher durch die erste Lüftungsöffnung für die Zuluft in die Vorrichtung eindringt und durch die zweite Lüftungsöffnung für die Abluft austritt und welcher durch einen Ventilator erzeugt oder verstärkt wird. Dies ermöglicht eine optimierte Trocknung bzw. den optimierten Austrag von Feuchte.
  • In einigen Ausführungsformen des Verfahrens kann der Ventilator durch elektrischen Strom angetrieben werden, welcher mittels eines Solarpaneels mit Solarzellen erzeugt wird. Dies ermöglicht den Betrieb der Vorrichtung an abgelegenen Orten bzw. ohne Netzanschluss, so dass Montage und Betrieb vereinfacht sein können.
  • In einigen Ausführungsformen des Verfahrens kann die Zuluft vor dem Eintritt durch die ersten Lüftungsöffnung durch einen Warmluftkollektor erwärmt werden.
  • In einigen Ausführungsformen des Verfahrens können innerhalb und außerhalb der Hülle aus Membranwerkstoff gelegene Sensoren zur Messung der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit verwendet werden. Mit diesen Messwerten können die optionalen Lüftungsklappen und/oder der Ventilator und/oder der Warmluftkollektor gesteuert bzw. geregelt werden.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt
    • Figur 1
    eine erfindungsgemäße Vorichtung im Schnitt.
    Figur 2
    zeigt verschiedene Schutzeinhausungen, an welchen Vergleichsmessungen durchgeführt wurden.
    Figuren 3 und 4
    zeigen Messergebnisse, welche mit den Schutzeinhausungen nach Figur 2 erhalten wurden.
  • Figur 1 stellt grundsätzliche Aspekte des prinzipiellen Versuchsaufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) dar.
  • Die Vorrichtung (1) enthält eine Hülle aus Membranwerkstoff (3), die auf einer Bodenmanschette (2) bzw. auf einem Sockel ruht und sich mit vertikalen Wänden (21) über diese/diesen erhebt und mit einem leicht schrägen Dach (22) nach oben abschließt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dach als Pultdach ausgeführt, wobei auch andere Dachformen gewählt werden können, beispielsweise ein Kuppeldach oder ein Satteldach oder eine Freiform.
  • Die Hülle aus Membranwerkstoff (3) kann eine Materialstärke aufweisen, welche eine selbsttragende Kontruktion erlaubt. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Rahmen vorhanden sein, welcher zusätzliche Stabilität verleiht und damit eine geringere Materialstärke des Membranwerkstoffes erlaubt. Die Hülle aus Membranwerkstoff (3) kann vollständig oder teilweise transluzent oder transparent sein. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können auch nur einzelne Wände oder Wandsegmente oder Wandteile der Hülle (3) transparent oder transluzent ausgestaltet sein. In einigen Ausführungsformen kann die Hülle zumindest in teilflächen einen Latentwärmespeicher enthalten, welcher temperaturschwankungen verringert
  • Die Vorrichtung (1) weist im Bereich der Bodenmanschette (2) bzw. des Sockels in einem vertikalem Wandabschnitt zumindest eine Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) auf sowie im oberen Bereich der Vorrichtung (1) in einer vertikalen Wand eine zweite Lüftungsöffnung (6) für die Abluft (7) auf. Daraus ergibt sich, dass die Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) bezüglich einer vertikalen Richtung unterhalb der zweiten Lüftungsöffnung (6) für die Abluft (7) gelegen ist. In der hier dargestellten Ausführungsform sind die beiden Lüftungsöffnungen außerdem in zwei gegenüber liegenden Wandabschnitten der transparenten Einhausung (3a) und der Bodenmanschette (2) bzw. des Sockels gelegen.
  • Die beiden Pfeile (5) und (7) symbolisieren die Zu- und Abluftrichtung unabhängig vom verwendeten Lüftungskonzept, d.h. freie Konvektion oder mittels zumindest eines optionalen Ventilators (10).
  • Im Inneren der transparenten Einhausung (3a) befindet sich bei Betrieb der Vorrichtung eine Skulptur, ein Brunnen oder ein anderes Kulturgut. Um die Wirkungsweise der Vorrichtung zu demonstrieren, werden vorliegend zwei Testkörper aus Sandstein verwendet. Der Testkörper (101) mit einer Masse von 85 kg (± 3 kg) dient als hygrothermische Last und stellt das zu schützende Objekt dar. Der Testkörper (102) mit einer Masse von 10 kg (± 0,1 kg) wurde vor Versuchsbeginn gereinigt und gewässert. An diesem Testkörper wird unter anderem das Auftreten von Bewuchs untersucht.
  • Um die Wirkungsweise der Vorrichtung zu demonstrieren, werden zur Erfassung des Innenraumklimas der transparenten Einnhausung (3a) Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit mittels erster Sensoren (13) erfasst. Die redundante Erfassung durch einen umgebungsunabhängigen Datenlogger (13a) dient als Backup für die Daten des Innenraumklimas bei Versagen eines Sensors bzw. Stromausfall. Die Temperatursensoren (23) und 24) messen die Oberflächentemperatur auf der Nord- und Südseite des Testkörpers (101). Zur Erfassung des Außenklimas in unmittelbarer Umgebung der Vorrichtung (1) werden Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit mittels zweiter Sensoren (14) erfasst, die sich außerhalb der Vorrichtung (1) befinden. Die erfassten Messdaten werden von einem PC gesammelt und gespeichert.
  • Um die Wirkungsweise der Vorrichtung zu demonstrieren, werden Messwerte unterschiedlicher Einhausungen verglichen. In Figur 2 sind verschiedene Schutzeinhausungen gezeigt, welche alle die gleiche orthogonale Geometrie aufweisen. Es wurden eine konventionelle Holzeinhausung (Figur 2-1) und drei transparente Einhausungen ((Figuren 2-2, 2-3 und 2-4) hergestellt, an denen der Vergleich zwischen opak und transparent bzw. transluzent mit verschiedenen Lüftungsvarianten durchgeführt wird. Dabei zeigt Figur 2-2 eine Ausführungsform mit freier Konvektion, Figur 2-3 zeigt eine Ausführungsform mit einem Ventilator (10) und mit einem Warmluftkollektor (12) und Figur 2-4 zeigt eine Ausführungsform nur mit Ventilator (10).
  • Zusätzlich wurde eine weitere Vorrichtung (1) gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt, welche in Figur 2-5 gezeigt ist. Diese Vorrichtung (1) umfasst eine rechteckige Bodenmanschette (2), die das zu schützende Objekt (101, 102) am Boden umlaufend umgibt. Die Bodenmanschette hält Bodenfeuchtigkeit ab. Die Vorrichtung (1) umfasst weiterhin eine Hülle aus transparentem Membranwerkstoff (3), die das zu schützende Objekt (101, 102) von oben und von allen Seiten umgibt und die von einem Rahmen (8) aus Metall, z.B. Stahl, aufgespannt wird, der auf der Bodenmanschette (2) aufliegt und an dieser reversibel befestigt ist. Die Hülle aus Membranwerkstoff (3) schließt mit der Bodenmanschette (2) so ab, dass kein Niederschlag eindringen kann. Die Vorrichtung (1) umfasst außerdem einen Ventilator (10), der dazu eingerichtet ist, einen Luftstrom zu erzeugen, der durch die erste Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) in die Vorrichtung (1) eindringt und durch die zweite Lüftungsöffnung (6) für die Abluft austritt.
  • Die Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) und die zweite Lüftungsöffnung für die Abluft sind in allen in der Figur 2 gezeigten Varianten gleich und wurden bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 erläutert. In der Figur 2-5 sind die Lüftungsöffnungen nicht explizit dargestellt. Auch der Inhalt der in Figur 2 gezeigten Varianten bzgl. des zu schützenden Objektes (101, 102) und der ersten und zweiten Sensoren (13, 13a, 23, 24) wurde bereits in Zusammenhang mit Figur 1 dargestellt und erläutert.
  • Um das unterschiedliche Trocknungspotential der verschiedenen in Figur 2 gezeigten Schutzeinhausungen darzustellen, sind in den Figuren 3 und 4 Auszüge aus den Messergebnissen graphisch dargestellt. Die Messperiode umfasst den Zeitraum von Anfang Dezember 2015 bis Ende April 2016, wobei in den Figuren ein Ausschnitt vom 23.12.2015 bis zum 30.12.2015 dargestellt ist. Die Messungen wurden in Holzkirchen bei München durchgeführt. Es wurden jeweils die Daten der in Zusammenhang mit Figur 1 gezeigten Sensoren erhoben. Figur 3 zeigt die relative Luftfeuchte gegen die Zeit und Figur 4 zeigt die Temperatur gegen die Zeit.
  • Dabei bedeuten:
    • EH1
    Freitragende Konstruktion mit Metallrahmen - Belüftung mittels Ventilator (10) gemäß der vorliegenden Erfindung wie in Figur 2-5 gezeigt
    EH2
    transparente Standardeinhausung - Belüftung mittels Ventilator (10) und Warmluftkollektor (12) wie in Figur 2-3 gezeigt
    EH3
    transparente Standardeinhausung - Belüftung mittels Ventilator (10) wie in Figur 2-4 gezeigt
    EH4
    transparente Standardeinhausung - Belüftung mittels freier Konvektion wie in Figur 2-2 gezeigt
    EH5
    Holzeinhausung - Belüftung mittels freier Konvektion wie in Figur 2-1 gezeigt
  • Weiterhin ist der zeitliche Verlauf der Globalstrahlung dargestellt.
  • Die Messergebnisse in den Figuren 3 und 4 zeigen eindeutig, dass besonders bei gutem Wetter, d.h. Sonneneinstrahlung, ein wesentlich größeres Trocknungspotential in den transparenten Einhausungen im Vergleich zu der Holzeinhausung vorhanden ist. Dieses Ergebnis ist an der geringeren relativen Luftfeuchte erkennbar. So stehen die Spitzenwerte der transparenten Einhausung mit Warmluftkollektor am 26.12.2015 mit 36 °C/18 %rF gegenüber der Holzeinhausung mit 16 °/75 %rF. Die Außenluftbedingungen betrugen zu dem Zeitpunkt einheitlich 14 °C / 45 %rF. Die Grafiken zeigen weiterhin, dass die Holzeinhausung bzgl. Temperatur und Feuchtebedingungen im Großen und Ganzen den Außenluftbedingungen folgt, teilweise stellen sich sogar schädlichere Bedingungen ein. Es ist somit fraglich ob eine Holzeinhausung, derzeit gängige Praxis, überhaupt eine Schutzwirkung erzielen kann.
  • Wie die transparenten Einhausungen aber gezeigt haben, gibt es unabhängig vom Lüftungskonzept, also freie Konvektion, Ventilator oder Ventilator mit Warmluftkollektor und unabhängig von der baulichen Ausführung, also massive Standardeinhausung oder freitragende Konstruktion mit Membran auf Rahmen, ein verbessertes Trocknungspotential für ein zu schützendes Objekt.
  • Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat außerdem Vorteile bezüglich Gewicht und Lagerung im Vergleich zu den vorbekannten massiven Einhausungen.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Aus-führungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung "erste" und "zweite" Aus-führungsformen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1), zum Schutz von außenexponierten Objekten, mit zumindest einer Bodenmanschette (2), welche dazu eingerichtet ist, das zu schützende Objekt am Boden umlaufend zu umgeben und Bodenfeuchtigkeit abzuhalten, und mit einer Hülle aus Membranwerkstoff (3), welche dazu eingerichtet ist, das zu schützende Objekt von oben und von allen Seiten zu umgeben und welche an der Bodenmanschette (2) reversibel befestigbar ist und mit der Bodenmanschette (2) so abschließt, dass kein Niederschlag eindringen kann,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Hülle aus Membranwerkstoff (3) zumindest in einer Teilfläche transparent oder transluzent ist und die Vorrichtung (1) mindestens eine erste Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) und mindestens eine zweite Lüftungsöffnung (6) für die Abluft (7) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) in einer vertikalen Richtung unterhalb der zweiten Lüftungsöffnung (6) für die Abluft (7) gelegen ist und/oder
    dass die ersten und zweiten Lüftungsöffnungen (4, 6) so ausgebildet sind, dass durch sie kein Niederschlag eindringen kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle aus Membranwerkstoff (3) von einem Rahmen (8) aufgespannt wird, der auf der Bodenmanschette (2) aufliegt und an dieser reversibel befestigt ist und/oder
    dass der Membranwerkstoff Polycarbonat und/oder Polyethylen und/oder Glas und/oder Acryl enthält oder daraus besteht.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest eine Lüftungsklappe (9) enthält, welche geöffnet und geschlossen werden kann, und welche im geschlossenen Zustand die ersten und/oder zweiten Lüftungsöffnungen (4, 6) abschließen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftungsklappen (9) mechanisch steuerbar sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin enthaltend einen Ventilator (10), welcher dazu eingerichtet ist, einen Luftstrom zu erzeugen, der durch die Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) in die Vorrichtung (1) eindringt und durch die zweite Lüftungsöffnung für die Abluft austritt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, weiterhin enthaltend zumindest ein außerhalb der Hülle aus Membranwerkstoff (3) gelegenes Solarpaneel mit Solarzellen (11), welches dazu eingerichtet ist, den Ventilator (10) durch elektrischen Strom anzutreiben.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, weiterhin enthaltend zumindest einen außerhalb der Hülle aus Membranwerkstoff (3) gelegenen Warmluftkollektor (12), der dazu eingerichtet ist, die Zuluft (5) vor dem Eintritt durch die Lüftungsöffnung (4) zu erwärmen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 6, weiterhin enthaltend zumindest einen innerhalb und/oder außerhalb der Hülle aus Membranwerkstoff (3) gelegenen Sensor (13, 14) zur Messung der Lufttemperatur und/oder der relativen Luftfeuchtigkeit, wobei das Öffnen und Schließen der zumindest einen Lüftungsklappe (9) abhängig von Innen- und/oder Außenklimadaten steuerbar oder regelbar ist.
  10. Verfahren zum Schutz von außenexponierten Objekten vor nachteiligen Witterungseinflüssen, umfassend
    - eine Einhausung eines Objektes (101, 102) mittels einer Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9
    - Belüftung des Objektes (101, 102) durch einen Luftstrom, der durch die erste Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) in die Vorrichtung (1) eindringt und durch die zweite Lüftungsöffnung (6) für die Abluft (7) austritt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftung des Objektes (101, 102) freie Konvektion erfolgt, welche durch Sonneneinstrahlung verursacht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest einer Lüftungsklappe (9) die Belüftung des Objektes (101, 102) kontrolliert wird, wobei die Lüfungsklappe geöffnet und geschlossen werden kann und diese im geschlossenen Zustand die ersten und/oder zweiten Lüftungsöffnungen (4, 6) abschließt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftungsklappen (9) zweitweilige geschlossen werden, wenn die durch Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit gegebenen klimatischen Bedingungen außerhalb der Vorrichtung (1) im Vergleich zu den klimatischen Bedingungen innerhalb der Vorrichtung (1) derart sind, dass Kondensation von Luftfeuchtigkeit am zu schützenden Objekt (101, 102) auftreten kann.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (101, 102) durch einen Luftstrom belüftet wird, welcher durch die erste Lüftungsöffnung (4) für die Zuluft (5) in die Vorrichtung (1) eindringt und durch die zweite Lüftungsöffnung (6) für die Abluft (7) austritt und durch einen Ventilator (10) erzeugt oder verstärkt wird und
    dass der Ventilator (10) optional durch elektrischen Strom angetrieben wird, der mittels eines Solarpaneels mit Solarzellen (11) erzeugt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft (5) vor dem Eintritt durch die Lüftungsöffnung (4) durch einen Warmluftkollektor (12) erwärmt wird.
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