NO177110B - Fremgangsmåte for oppsetting av en bygnings yttervegger, samt en bygning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte av typen angitt i innledningsdelen av krav 1.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for oppsetting av en bygnings ytre vegger, slik at det med et minimalt forbruk av energi - svarende til den frie varmen fra få individer, bruk av kjøleskap, frysere, TV og forbruk av elektrisitet for belysningsformål - opprettholdes en oppholdstemperatur på innsiden av bygningen, både når den omgivende temperaturen er lav som om vinteren, og når den er høy som om sommeren.

Betegnelsen oppholdstemperatur benyttes for å betegne romtemperatur, omkring 20°, når det gjelder boliger, og så klart andre temperaturer for bygninger når det gjelder bygninger for husdyr eller kjølelagere.

Det angitte formålet oppnås ifølge oppfinnelsen ved at fremgangsmåten angitt i åpningsavsnittet kjennetegnes ved trekkene definert i den karakteriserende delen av krav 1.

Som angitt strekker de vektbærende stålplatene av bygningen seg en avstand ned i det konstant oppvarmede området av jorden. For det danske klima betyr dette at stålplatene strekker seg 1-1,5 m ned i jorden, mens, hvis bygningen skal reises, f.eks. ved Thule, må de strekke seg betydelig dypere ned.

Stålplatene, som kan forme vektbærekonstruksjonen av bygningen istedenfor tradisjonelle konstruksj.oner av f.eks. murstein og betong, tjener som varmeledere til og fra jordvolumet eller jordmagasinet som ligger under bygningen.

Om sommeren går varme gjennom stålet ned i jorda til en dybde med en vanlig temperatur på +8°C og lagres der. Dette resulterer i en meget betydelig økning av temperaturen i jordmagasinet.

Om vinteren, når vi trenger varmetilførsel, går varmen den andre veien opp gjennom stålplatene, fra jorden og oppover mot taket. En gjennomsnittstemperatur for året opprettholdes på denne måten i stålplatene.

Det er således klart at det er en meget stor temperaturforskjell mellom overflatetemperaturen i de ytre veggene av tradisjonelle bygninger og overflatetemperaturen i stålplatene på en kald vinterdag.

I tilfelle av en temperatur i en vinternatt på f.eks. -4°C i overflaten av en ytre vegg, og det således er en temperaturforskjell på 24°C til en oppholdstemperatur på 20°C, og den angitte temperaturen på -4°C sammenlignes med +8°C på stålplaten som stammer fra varmen i jordmagasinet, så medfører stålplaten at temperaturforskjellen bare vil være 12°C, og det er denne egenskapen som medfører at energiforbruk for opp-varming unngås.

Fra dette utgangspunktet, stålplatens 8°C, isoleres bygningen til den ønskede opprettholdelsestemperaturen på f.eks. 20° på innsiden av bygningen, og denne temperatur opprettholdes ved den frie varmen (mengden av varme frigitt av beboerne sammen med husholdningsapparater, lys, radio, TV, etc.). Således betyr det ikke noe om bygningen reises i den nordlige delen av Norge eller i Sahara, idet tykkelsen av isolering bare blir avpasset forholdene. I Danmark vil en tykkelse på isolasjonen tilsvarende omkring 40 cm mineralull være passende for å opprettholde en ønsket temperatur. Denne isolasjonstykkelsen vil således opprettholde de 2 0°C på grunn av den frie varmen som frigis fra innsiden av bygningen, og på grunn av at stålplatene, som nevnt, holdes ved +8°C ved hjelp av varme fra jordmagasinet, selv om omgivende temperatur er

-4°C.

I tilfelle av en hard vinter som ikke følges av en varm sommer, vil det være et varmetilførselunderskudd ved slutten av vinteren. Jordvarmen, som er +8°C i Danmark, som nevnt, nyttes for å balansere dette varmeunderskuddet. I tilfelle av en lengre kald periode på -10°C i en meget hard vinter, viser beregningene at temperaturen av stålplatene kan senkes til +2,8°C, f.eks. fremdeles over 0, mens det derimot, når det dreier seg om tradisjonelle bygninger, ville de -10°C ha trengt langt inn i de ytre veggene.

I tilfelle av høye sommertemperaturer med mye innfallende sollys fører stålplatene, som nevnt, varme ned i jorden og bidrar derved til å holde nede temperaturen i det indre av bygningen. Konstruksjonen virker således som et klimaapparat.

Stålplatene har ikke noen stor effekt ved gjennomsnitts-temperaturer, men effektene oppstår ved høye og lave temperaturer, den sistnevnte er av stor betydning i Danmark om vinteren.

Ytterligere fordeler oppnås ifølge oppfinnelsen på grunn av at bygningens vektbærekonstruksjon er.stålplater i mot-setning til tradisjonelle bygningsmaterialer. Dette resulterer i en stor kostnadsreduksjon for oppsetting av bygningen. Til dette skal det tilføres at førstegangsutgifter på fyringsinstallasjoner, radiatorer, pumper og utstyr spares. I tillegg spares de årlige varmeutgiftene på olje, gass eller elektrisitet. I denne forbindelsen er imidlertid det viktigste aspektet at oppfinnelsen sørger for fullstendig eliminasjon av luftforurensning fra våre piper.

En ytterligere fordel med denne stålkonstruksjonen er at den er sikker mot sammenbrudd, som er viktig i jordskjelv-områdene. Bygninger, hvor lengden, dvs. diagonalen, ikke overskrider 30 m, bryter ikke sammen i tilfelle av jordskjelv, fordi stålplatene virker unisont.

Som angitt i krav 2 og i krav 3, kan metallplatene supplementeres fra en avstand over terrenghøyde til en avstand under terrenghøyde for å oppnå en bedre varmetransport til og fra jorden. Disse ekstra metallplatene kan valgfritt bøyes litt fra den vektbærende metallplaten i grunnen, slik at de oppnår kontakt med eller termisk kopling til andre deler av jorden, som er en dårlig varmeleder.

Isolasjonslaget angitt i krav 4 kan bidra til å øke temperaturen i jordmagasinet, og dette reduserer også overfør-selstapet gjennom gulvet om vinteren. Det passende isolasjonslaget har en utstrekning på 1,5 m og strekker seg i praksis skrått nedover fra bygningen på grunn av regnvannet.

Som angitt i krav 5 kan det være hensiktsmessig å isolere bygningen på det utvendige av metallplatene over bakkenivået. Dette kan bidra til å redusere temperaturen av metallplaten på meget varme dager, slik at temperaturen på innsiden av bygningen ikke blir for høy, og slik at platene ikke ekspanderer på grunn av direkte innfallende sollys. Dette reduserer videre også nødvendigheten for termisk energi fra jordmagasinet for å holde den korrekte temperaturen i stålplatene om vinteren.

Oppfinnelsen angår også en bygning. Denne bygningen kjennetegnes ved trekkene definert i den karakteristiske delen av krav 6 og ved de ytterligere karakteristikkene angitt i kravene 7-10.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor med referanse til tegningen, hvis eneste figur viser et vertikalt snitt gjennom en del av bygningen ifølge oppfinnelsen.

Bygningen 1 vist i figuren består av en vektbærende konstruksjon av stålplater 2, som er 12 mm tykke i det valgte eksempel. Stålplatene 2 strekker seg fra bygningens innvendige tak 3 og er gravet eller presset omkring 1-1,5 m ned under overflaten av terrenget 4.

Stålplatene har en tilpasset bredde og er forbundet med vertikale tetningsskjøter slik at de ikke kan ekspandere eller trekke seg sammen i tilfelle av temperaturforandringer. Selvfølgelig er åpninger kuttet i stålplatene for vinduer og dører.

På innsiden av stålplatene 2 er det festet en isolasjon 5 med en isolasjonsverdi som ønsket, valgfritt tilsvarende 40 cm mineralull, som strekker seg en avstand under et gulv 6, hvor nevnte avstand svarer hensiktsmessig til tykkelsen av isolasjonen (ikke vist) under gulvet 6.

Et isolasjonslag 7 med en tilpasset tykkelse, her 60 cm, er fremskaffet på toppen av det innvendige taket 3.

En ekstra stålplate 8 med en tykkelse på 6 mm er festet utvendig til stålplaten 2. Stålplaten 8 strekker seg opp til omtrent halv vegghøyde over terrengnivå, i dette tilfelle 1,15 m, til omtrent like mye under terrengnivå.

En ytterligere stålplate 9 med en tykkelse på 6 mm er festet utvendig til stålplaten 8. Stålplaten 9 strekker seg opp til omtrent en fjerdedel av vegghøyden over terrengnivå, i dette tilfelle 55 cm, til akkurat like mye nedenfor terrengnivå.

Et isolasjonslag 10, som svarer til 40 mm mineral-ulltykkelse i det viste eksempel, er festet til den ytre siden av stålplatene 2, 8 og 9.

Et isolasjonslag 11, svarende til f.eks. 30 cm mineral-ulltykkelse, er gravet ned i terrenget. Isolasjonslaget 11 strekker seg fra området hvor stålplater 2, 8 og 9 til bygning 1 går ned i terrenget. Isolasjonslaget 11 har en utstrekning på omtrent 1,5 m ut fra bygningen, og strekker seg skrått nedover på grunn av regnvannet.

Et vinkel-jernfundament (ikke vist) kan graves ned i terrenget nedenfor den øvre kanten av stålplatene 2. De nedre kantene av stålplaten 2 kan opplagres i dette fundamentet i den riktige vinkelen til vinkeljernene slik at bygningen ikke synker.

For å beskytte stålkonstruksjonen mot korrosjon, brukes lav elektrisk kraft på f.eks. 40 W, som er helt tilstrekkelig.

Oppfinnelsen kan også utnyttes i forbindelse med eksisterende bygninger, hvor det er mulig å dekke det utvendige av eksisterende bygninger med metallplater som strekker seg en avstand ned i det konstant oppvarmede jord-område. Den eksisterende bygningen fungerer så helt eller delvis som isolasjon av metallplatene på innsidene. Selvfølgelig kuttes åpninger i metallplatene i innretning med vinduer og dører i den eksisterende bygningen, hvis vinduene og dørene skal opprettholdes. Hvis ønsket kan i tillegg metallplatene som er montert på bygningen isoleres på den ytre siden over terrengnivå.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for oppsetting av en bygnings yttervegger slik at de opprettholder en konstant oppholdstemperatur på innsiden av bygningen med et minimalt energiforbruk, både når den omgivende temperaturen er lav og når den er høy, karakterisert ved at bygningens ytre vegger oppsettes fra metallplater, spesielt stålplater eller jern-plater, som en vektbærekonstruksjon, som strekker seg i en avstand ned i det konstant varme området av jorden, og som er isolert med en høy isolasjonsverdi innvendig på den øvre delen til litt nedenfor terrengnivå.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den nedre delen av metallplatene opp til en halv vegghøyde over terrengnivå er tykkere eller er supplementert med ekstra metallplater.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den nedre delen av metallplatene opp til en fjerdedel av vegghøyden over terrengnivå er ennå tykkere eller er supplementert med * ytterligere metallplater.

4. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved graving av et isolasjonslag i terrenget, nevnte isolasjonslag strekker seg fra området hvor metallplater går ned i jorden, og strekker seg bort fra bygningen.

5. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved isolering av bygningen også på den ytre siden av metallplatene over terrengnivå.

6. En bygning, karakterisert ved at dens ytre vegger består av metallplater, spesielt stål- eller jern-plater, som strekker seg i en avstand ned i det konstant oppvarmede område av terrenget, og som er isolert med en høy isolasjonsverdi på den indre siden av den øvre delen til litt nedenfor terrengnivå.

7. Bygning ifølge krav 6, karakterisert ved at den nedre delen av metallplatene opp til en halv vegghøyde over terrengnivå er tykkere eller er supplementert med ekstra metallplater.

8. Bygning ifølge krav 7, karakterisert ved at den nedre delen av metallplatene opp til en fjerdedel av vegghøyden over terrengnivå er enda tykkere eller er supplementert med ytterligere metallplater.

9. Bygning ifølge ethvert av kravene 6-8, karakterisert ved at et isolasjonslag er plassert i terrenget, nevnte isolasjonslag strekker seg fra området hvor metallplatene fra bygningen går ned i terrenget, og strekker seg bort fra bygningen.

10. Bygning ifølge ethvert av kravene 6-9, karakterisert ved at bygningen også er isolert på den ytre siden av metallplatene over terrengnivå.