WO2008040424A1 - Dachvorrichtung - Google Patents

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WO2008040424A1
WO2008040424A1 PCT/EP2007/007656 EP2007007656W WO2008040424A1 WO 2008040424 A1 WO2008040424 A1 WO 2008040424A1 EP 2007007656 W EP2007007656 W EP 2007007656W WO 2008040424 A1 WO2008040424 A1 WO 2008040424A1
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WO
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roof device
roof
air
unit
guide unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/007656
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Bommer
Wolfgang Schlott
Original Assignee
Puren Gmbh
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/50Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/67Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A30/60Planning or developing urban green infrastructure
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    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Definitions

  • the invention is based on a roof device according to the term of claim 1 O.
  • an "air-guiding unit” should be understood as meaning, in particular, a unit which is intended to carry air and which is intended to allow air to be advantageously heated by solar radiation within the same
  • a "roof insulation unit” is to be understood in particular as meaning a unit for thermal insulation, which is formed, in particular, at least essentially from a thermal insulation material, such as preferably from a foam material, in particular polyurethane a unit which is intended to be able to utilize the heat of the heated air within the air-guiding unit. chen.
  • the air guide unit forms a roof outer surface, whereby additional components, such as roof tiles, etc. avoided and high efficiency in the heating of the air can be achieved, in particular if the air guide unit has a transparent cover layer, can pass through the sun's rays and for heating be used by air within the air guide unit. Furthermore, weight, assembly costs and costs can be reduced.
  • air guiding unit has a plurality of, preferably parallel, air ducts, advantageous flow velocities can be achieved and, in particular, an advantageous installation of the air ducting unit can be achieved.
  • a plurality of "air ducts" should be understood to mean at least two channels which are fluidically separate at least over a partial area.
  • the air ducts are at least in the assembled state via at least one connecting channel, in particular connected via a transverse channel, so that the individual flows can be preferably converted into a main flow.
  • connection channel has a changing cross-sectional area in the flow direction, in particular an increasing cross-sectional area
  • the flow velocity can be advantageously adjusted in the connecting channel, wherein the change in cross-sectional area may relate to the shape and / or in particular to the size and stepped and / or can be advantageously carried out infinitely variable.
  • the warmed-up air can be led out of the same on different sides of the air-guiding unit, in particular on a side surface on an upper end side and / or particularly advantageously over at least one recess arranged in its bottom region, whereby an advantageous connection of the energy-utilization unit can be easily achieved.
  • the air handling unit is at least for the most part, i. made of more than 50% of a plastic, this can be designed structurally simple with a low weight, inexpensive and durable.
  • the air guide unit is intended to be firmly connected to the roof insulation unit or fixedly connected to the roof insulation unit in the mounted state, whereby further components, weight, assembly costs and costs can be saved , In particular, when the air guide unit directly, ie without intermediate units connected to the roofing unit.
  • At least one drainage channel is arranged between the air guiding unit and the roofing unit unit in the installed state, whereby Advantageously, a condensate drainage can be ensured.
  • the channel can preferably be formed by a free space between the air guide unit and the Dachisolierü, for example by spacing means between the air guide unit and the Dachisolierü are arranged, formed by separate components and / or by the air duct unit and / or Dachisolieriens molded components could be.
  • the roof insulation unit has at least one heat-insulating panel with at least one fastening element which is provided for coupling to a corresponding cover unit, in particular with the air-guiding unit, an advantageous coupling, in particular at least largely without thermal bridges, can be achieved.
  • the fastening means may in this case have various shapes which appear appropriate to the person skilled in the art, for example the fastening element may be plate-shaped and / or advantageously web-shaped, this advantageously including an angle not equal to zero to a side wall of the heat-insulating plate in the case of a web-shaped formation.
  • the fastening means may be connected to the thermal insulation panel by various connections that appear appropriate to a person skilled in the art, such as by means of non-positive, positive-locking and / or particularly advantageous means of integral connections.
  • the fastening element is at least partially embedded in the thermal insulation board, whereby an undesirable projection on the thermal insulation board can be at least largely avoided.
  • the Dachisolieraji has at least one air duct, which in turn an advantageous connection of the energy recovery unit can be achieved, in particular if the air duct, in particular with its main extension, an angle not equal to zero to a top of a thermal insulation board the Dachisolierü includes and thus the heated air can be passed through at least a partial layer of the roof insulation can.
  • the angle preferably has between 60 ° and 120 ° and particularly advantageously substantially 90 °.
  • the air duct can be formed by a cover side and / or a side wall of a thermal insulation panel and / or can advantageously be introduced into a thermal insulation panel and / or be integrally formed on a thermal insulation panel.
  • the air duct can advantageously be at least partially formed by a recess of the thermal insulation board, in which an additional channel element may or may not be used.
  • the energy recovery unit has at least one heat exchanger and / or a heat pump, whereby the heat energy of the heated air can be used particularly flexibly, and in particular advantageous for heating water.
  • the energy utilization unit has at least one heating channel, in particular for guiding the warmed-up air, the heat can advantageously be used directly.
  • the heating channel is preferably provided to be at least partially integrated in a building ceiling, a building wall and / or in a building floor.
  • the heating channel can be formed by a pipe or an intermediate foam multi-layered building ceilings, walls and / or floors.
  • the flexibility can be increased if the energy utilization unit has at least one unit for generating electricity.
  • the roof device has at least one adapter element, which is provided for coupling, in particular for direct coupling, with the air guide unit in the region of the air outlet, whereby an advantageously simple connection to the air guide unit can be achieved.
  • the adapter element is preferably formed by a plastic, particularly advantageously by a foam, such as by an integral foam. If the Adapcereiement formed as insulating, advantageously more insulating and complex additional insulation can be avoided.
  • Fig. 1 is a side view of a building with a roof device according to the invention
  • Fig. 2 is a section along the line II-II in FIG
  • Fig. 4 is a side view of a building with an alternative roofing device
  • Fig. 5 is a section along the line V-V in Figure 4.
  • Fig. 6 items of another alternative roof device.
  • FIG. 1 shows a side view of a building with a roof and with a mounted roof device according to the invention.
  • the roof device comprises an air guide unit 10 made of plastic, a roof insulation unit 12 and an energy recovery unit 14 (FIGS. 1, 2 and 3).
  • the air guide unit 10 forms a roof outer surface 16 with a sunlight-transparent cover layer 18 and comprises a plurality of substantially identical air ducts 20.
  • the roof outer surface 16 forms substantially the entire outer surface of the roof, ie at least more than 70%, advantageously more than 80% and especially preferably more than 90%.
  • the bottom 52 is formed black. In principle, other dark absorbing colors are conceivable.
  • the air ducts 20 extend from a lower roof edge 54 or from a roof eaves parallel to a Dachstirnseite 56 to a roof ridge 58.
  • the air ducts 20 are formed by individual elements, the day coupled by a Steckklappterrorism by integrally molded form-locking elements 60, 62 with each other be (see Figure 3). Further, on the air ducts 20 forming individual elements tab-like fastening means 64 are formed, which protrude transversely across the elements and extend Ü- over its entire length. However, it is also possible that the fastening means are arranged only in sections over the length of the elements.
  • the fastening means 64 By means of the fastening means 64, the elements forming the air ducts 20 are screwed to the roofing unit 12, in fact screws 66 are screwed by the fastening means 64 into fastening elements 36 embedded in the thermal insulation panels 32, 34 of the roofing unit 12. In principle, other, in particular through the Dachisolierü 12 passing fasteners are conceivable.
  • the fastening means 64 are transverse to the air ducts 20 extending
  • thermal insulation panels 32, 34 are connected to one another in joint areas with angle profiles 68, by means of which the thermal insulation panels 32 are screwed to a roof beam 70.
  • the angle pro Ie 68 serve to accommodate the Dachisolierü 12 acting pushing and suction forces.
  • the air guide unit 10 and the Dachisolierü 12 are completely attached free of thermal bridges.
  • the Heilf ⁇ hrungsaku 10 is mounted at a distance from the Dachisolieraji 12 so that forms a channel 30 for condensate discharge between the air guide unit 10 and the Dachisolierü 12 in the assembled state.
  • the thermal insulation panels 32, 34 of the Dachisolierü 12, which forms a solid insulation, viewed from the bottom up in the assembled state are permeable to water and have on their upper side membrane-like films 72, 74, which are above body 76, 78 made of polyurethane, the thermal insulation panels 32, 34th extend beyond, so that in the assembled state, an overlap in the joint areas of the thermal insulation panels 32, 34 can be achieved.
  • Condensation water can thus diffuse from the bottom up through the base body 76, 78 and the films 72, 74 and be discharged via the channel 30 on the films 72, 74, which are permeable to water in one direction, down over the sloping roof.
  • the Dachisolierü 12 may additionally or alternatively also have steel sandwich elements, which in particular comprise at least one upper and usually a lower sheet metal layer.
  • the elements forming the air ducts 20 each have, in their bottom regions 26, a recess 28 for discharging heated air 50 from the air duct unit 10 into a connecting duct 22 connecting the air ducts 20.
  • the connection channel 22 is inserted into the thermal insulation panels 34 of the roof insulation unit 12. brought, runs parallel to the roof ridge 58 and has an increasing cross-sectional area in the flow direction 24.
  • the connecting channel 22 is closed at the bottom by means of thermal insulation panels 80 of the Dachisolierü 12, which connect to an underside of the thermal insulation panels 34 and extending over the entire width of the roof device.
  • shielding means 90, 92 are preferably arranged in the region of the connecting channel 22 between the air guiding unit 10 and the roofing unit 12, which preferably extend over the entire length of the connecting channel 22.
  • thermal insulation plate 80 In the adjoining an end face 82 thermal insulation plate 80 is an air duct 38 of the Dachisolierü 12 forming recess is introduced, wherein the air duct 38 approximately an angle 40 of 90 ° to an upper surface of the heat insulating plate 80 includes.
  • the heated air 50 is supplied to the energy recovery unit 14, which is preferably at a small distance, i. preferably with a distance less than 2 m, is arranged to the air duct 38.
  • the energy recovery unit 14 has a heat exchanger 42, in particular for heating water, a heat pump 44 and a unit 48 for generating electricity from the heat energy of the heated air 50.
  • the energy recovery unit 14 includes a ground storage 94, which is charged with excess energy with thermal energy.
  • the energy recovery unit 14 comprises a system with heating channels 46 which are located in building walls 84 and in a building. Building floor 86 are integrated. In the heating channels 46 heated air 50 can be introduced from the air guide unit 10 and the heated air 50 can be advantageously used to heat the building.
  • the energy recovery unit 14 has a control and regulating unit 88, by means of which, depending on various parameters, such as in particular outside temperature, desired internal temperature, etc., a heating operation is controlled and regulated, by means of which, however, the heating operation can be controlled manually.
  • the roof device comprises an air guide unit 10a made of plastic, a roof insulation unit 12a and a power utilization unit 14a (FIGS. 4 and 5).
  • Air ducts 20a of the air guide unit 10a terminate at a distance in front of a vertically oriented insulating element 96a of Dachisolierussi 12a, which connects at its upper end to a skylight unit 98a.
  • a vertically oriented insulating element 96a of Dachisolieriens 12a which connects at its upper end to a skylight unit 98a.
  • the roof device or the Dachisolieriens 12a on the air ducts 20a or on the air guide unit 10a sitting and subsequent to the insulating 96a insulating units 100a, each forming a channel 102a for several air ducts 20a the heated air 50a is supplied in each case via a channel 104a in thermal insulation panels 34a in a channel system 106a and the channel system 106a of the energy recovery unit 14a.
  • the channels 102a formed by the insulating units 100a are decoupled in the flow direction from one another in front of the channel 104a by means of partition walls 110a of
  • the heated air 50a could pass over one or more channels, preferably at least substantially in the flow direction within the air ducts 20a of the air duct 10a, at least substantially without channels in particular by an insulating element 96a and / or a support element (frame) of a skylight, are guided into a building interior and from there preferably in the energy recovery unit 14a, as indicated in Figure 5.
  • FIG. 6 shows individual parts of a further alternative roof device.
  • the roof device essentially corresponds to the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 except for the individual parts illustrated.
  • the roof device comprises adapter elements 112b made of a plastic foam which serve as insulating means and which are directly connected to an air guide unit 10b in the region of their air outlet 114b by means of a Plug connection 116b are plugged for making a plug connection.
  • the adapter elements 112b have a flow deflection 118b and serve to guide air 50b from the air guidance unit 10b to a power utilization unit 14b.

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Abstract

Es wird eine Dachvorrichtung mit einer Luftführungseinheit (10) und einer Dachisoliereinheit (12) vorgeschlagen.

Description

28 . 08 . 07
Dachvorrichtung
Die Erfindung geht aus von einer Dachvorrichtung nach dem O- berbegriff des Anspruchs 1.
Vorteile der Erfindung
Es wird eine Dachvorrichtung mit einer Luftführungseinheit und einer Dachisoliereinheit sowie insbesondere mit einer E- nergieverwertungseinheit vorgeschlagen. Dabei soll unter einer „Luftführungseinheit" insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, Luft zu führen und die dazu vorgesehen ist, dass Luft durch Sonnenstrahlung inner- halb derselben vorteilhaft erwärmt werden kann. Unter "vorgesehen" soll speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden. Unter einer "Dachisoliereinheit" soll insbesondere eine Einheit zur Wärmeisolierung verstanden werden, die insbesondere zumindest im Wesentlichen aus einem Wärmedämmma- terial, wie vorzugsweise aus einem Schaummaterial, wie insbesondere Polyurethan, gebildet ist. Unter einer "Energieverwertungseinheit" soll ferner insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, die Wärme der aufgeheizten Luft innerhalb der Luftführungseinheit nutzbar zu ma- chen. Durch eine entsprechende Ausgestaltung können die Komponenten vorteilhaft aufeinander abgestimmt und es kann ein hoher Nutzen und Wirkungsgrad erreicht werden.
Vorzugsweise bildet die Luftführungseinheit eine Dachaußenfläche, wodurch zusätzliche Bauteile, wie insbesondere Dachziegel usw. vermieden und ein hoher Wirkungsgrad bei der Erwärmung der Luft erreicht werden kann, und zwar insbesondere, wenn die Luftführungseinheit eine transparente Deckschicht aufweist, durch die Sonnenstrahlen hindurchtreten können und zur Erwärmung von Luft innerhalb der Luftführungseinheit genutzt werden können. Ferner können Gewicht, Montageaufwand und Kosten reduziert werden.
Weist die Luftführungseinheit mehrere, vorzugsweise parallele Luftführungskanäle auf, können vorteilhafte Strömungsgeschwindigkeiten erzielt und insbesondere kann eine vorteilhafte Montage der Luftführungseinheit erreicht werden. Unter mehreren „Luftführungskanälen" sollen dabei wenigstens zwei zumindest über einen Teilbereich strömungstechnisch getrennte Kanäle verstanden werden.
Vorzugsweise sind die Luftführungskanäle zumindest im montierten Zustand über wenigstens einen Verbindungskanal, ins- besondere über einen Querkanal verbunden, so dass die Einzelströmungen vorzugsweise in eine Hauptströmung überführt werden können.
Weist der Verbindungskanal in Strömungsrichtung eine sich verändernde Querschnittsfläche, insbesondere eine sich vergrößernde Querschnittsfläche auf, kann die Strömungsgeschwin- digkeit im Verbindungskanal vorteilhaft eingestellt werden, wobei sich die Veränderung der Querschnittsfläche auf die Form und/oder insbesondere auf die Größe beziehen kann und gestuft und/oder vorteilhaft stufenlos ausgeführt sein kann.
Die aufgewärmte Luft kann an verschiedenen Seiten der Luftführungseinheit aus derselben herausgeführt werden, wie insbesondere an einer Seitenfläche an einer oberen Stirnseite und/oder besonders vorteilhaft über wenigstens eine in ihrem Bodenbereich angeordnete Ausnehmung, wodurch ein vorteilhafter Anschluss der Energieverwertungseinheit einfach erreicht werden kann.
Ist die Luftführungseinheit zumindest zum Großteil, d.h. aus mehr als 50%, aus einem Kunststoff hergestellt, kann diese konstruktiv einfach mit einem geringen Gewicht, kostengünstig und langlebig ausgeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge- schlagen, dass die Luftführungseinheit dazu vorgesehen ist, fest mit der Dachisoliereinheit verbunden zu werden bzw. im montierten Zustand fest mit der Dachisoliereinheit verbunden ist, wodurch wieder weitere Bauteile, Gewicht, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können, und zwar insbesondere, wenn die Luftführungseinheit direkt, d.h. ohne zwischengeschaltete Baueinheiten, mit der Dachisoliereinheit verbunden ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zwischen der Luftführungsein- heit und der Dachisoliereinheit im montierten Zustand zumindest ein Kanal zur Wasserabführung angeordnet ist, wodurch vorteilhaft eine Kondenswasserabführung gewährleistet werden kann. Der Kanal kann dabei vorzugsweise von einem Freiraum zwischen der Luftführungseinheit und der Dachisoliereinheit gebildet sein, indem beispielsweise Abstandsmittel zwischen der Luftführungseinheit und der Dachisoliereinheit angeordnet sind, die von separaten Bauteilen und/oder auch von an die Luftführungseinheit und/oder an die Dachisoliereinheit angeformten Bauteilen gebildet sein können.
Weist die Dachisoliereinheit wenigstens eine Wärmedämmplatte mit wenigstens einem Befestigungselement auf, das zur Kopplung mit einer korrespondierenden Deckeinheit, wie insbesondere mit der Luftführungseinheit, vorgesehen ist, kann eine vorteilhafte Kopplung, insbesondere zumindest weitgehend ohne Wärmebrücken erreicht werden. Das Befestigungsmittel kann dabei verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Formen aufweisen, beispielsweise kann das Befestigungselement plattenförmig und/oder vorteilhaft stegförmig ausgebildet sein, wobei dieses bei einer stegförmigen Ausbildung vorteil- haft einen Winkel ungleich Null zu einer Seitenwand der Wärmedämmplatte einschließt. Zudem kann das Befestigungsmittel durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindungen mit der Wärmedämmplatte verbunden sein, wie mittels kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder besonders vorteilhaft mittels stoffschlüssigen Verbindungen. Ferner ist vorteilhaft das Befestigungselement zumindest teilweise in die Wärmedämmplatte eingelassen, wodurch ein unerwünschter Überstand über die Wärmedämmplatte zumindest weitgehend vermieden werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Dachisoliereinheit zumindest einen Luftführungskanal aufweist, wodurch wiederum ein vorteilhafter Anschluss der Energieverwertungseinheit erreicht werden kann, und zwar insbesondere, wenn der Luftführungskanal, insbesondere mit seiner Haupterstreckung, einen Winkel ungleich Null zu einer Oberseite einer Wärmedämmplatte der Dachisoliereinheit einschließt und somit die aufgewärmte Luft durch wenigstens eine Teilschicht der Dachisolierung hindurchgeführt wer- den kann. Der Winkel weist dabei vorzugsweise zwischen 60° und 120° und besonders vorteilhaft im Wesentlichen 90° auf. Der Luftführungskanal kann von einer Deckseite und/oder einer Seitenwand einer Wärmedämmplatte gebildet sein und/oder kann vorteilhaft in eine Wärmedämmplatte eingebracht und/oder an eine Wärmedämmplatte angeformt sein. Der Luftführungskanal kann dabei vorteilhaft zumindest teilweise von einer Ausnehmung der Wärmedämmplatte gebildet sein, in die ein zusätzliches Kanalelement eingesetzt sein kann oder auch nicht.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Energieverwertungseinheit wenigstens einen Wärmetauscher und/oder eine Wärmpumpe aufweist, wodurch die Wärmeenergie der aufgewärmten Luft besonders flexibel genutzt werden kann, und zwar insbesondere vorteilhaft zur Wassererwärmung.
Weist die Energieverwertungseinheit wenigstens einen Heizkanal, insbesondere zur Führung der aufgewärmten Luft, auf, kann die Wärme vorteilhaft direkt genutzt werden. Der Heizkanal ist dabei vorzugsweise dazu vorgesehen, zumindest teil- weise in eine Gebäudedecke, eine Gebäudewand und/oder in einen Gebäudeboden integriert zu werden. Der Heizkanal kann da- bei von einem Rohr oder von einem Zwischenschaum mehrschichtig aufgebauter Gebäudedecken, -wände und/oder -böden gebildet sein.
Ferner kann die Flexibilität erhöht werden, wenn die Energieverwertungseinheit wenigstens eine Einheit zur Stromgewinnung aufweist .
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Dachvorrichtung wenigstens ein Adapterelement aufweist, das zur Kopplung, insbesondere zur direkten Kopplung, mit der Luftführungseinheit im Bereich deren Luftaustritt vorgesehen ist, wodurch ein vorteilhaft einfacher Anschluss an die Luftführungseinheit erreicht werden kann. Insbesondere können Strömungsverluste und Energieverluste einfach am Luftaustritt der Luftführungseinheit zumindest weitgehend vermieden werden. Das Adapterelement wird dabei vorzugsweise von einem Kunststoff, besonders vorteilhaft von einem Schaum wie von einem Tntegralschaum, gebildet. Ist das Adapcereiement als Isolierelement ausgebildet, können vorteilhaft weitere Isolierelemente und aufwendige zusätzliche Isolierkonstruktionen vermieden werden.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination.
Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen :
Fig . 1 eine Seitenansicht eines Gebäudes mit einer erfindungsgemäßen Dachvorrichtung,
Fig . 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur
1,
Fig . 3 die Dachvorrichtung bei der Montage,
Fig . 4 eine Seitenansicht eines Gebäudes mit einer alternativen Dachvorrichtung,
Fig . 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Figur 4 und
Fig . 6 Einzelteile einer weiteren alternativen Dachvorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Gebäudes mit einem Dach und mit einer montierten erfindungsgemäßen Dachvorrichtung. Die Dachvorrichtung umfasst eine aus Kunststoff hergestellte Luftführungseinheit 10, eine Dachisoliereinheit 12 und eine Energieverwertungseinheit 14 (Figuren 1, 2 und 3) . Die Luftführungseinheit 10 bildet mit einer für Sonnenlicht transparenten Deckschicht 18 eine Dachaußenfläche 16 und umfasst mehrere, im Wesentlichen baugleiche Luftführungskanäle 20. Die Dachaußenfläche 16 bildet im Wesentlichen die gesamte Außenfläche des Dachs, d.h. zumindest mehr als 70%, vorteilhaft mehr als 80% und besonders bevorzugt mehr als 90%. Um eine vorteilhafte Aufheizung von Luft 50 innerhalb der Luftführungseinheit 10 zu erreichen, ist deren Boden 52 schwarz ausgebildet. Grundsätzlich sind auch andere dunkle absorbierende Farben denkbar.
Die Luftführungskanäle 20 verlaufen von einem unteren Dachrand 54 bzw. von einer Dachtraufe parallel zu einer Dachstirnseite 56 zu einem Dachfirst 58. Die Luftführungskanäle 20 werden von einzelnen Elementen gebildet, die bei der Mon- tage durch eine Steckklappbewegung mittels angeformter Formschlusselemente 60, 62 miteinander gekoppelt werden (vgl. Figur 3) . Ferner sind an den die Luftführungskanäle 20 bildenden einzelnen Elementen laschenartige Befestigungsmittel 64 angeformt, die quer über die Elemente überstehen und sich ü- ber deren gesamte Länge erstrecken. Möglich ist jedoch auch, dass die Befestigungsmittel über der Länge der Elemente nur abschnittsweise angeordnet sind. Mittels der Befestigungsmittel 64 werden die die Luftführungskanäle 20 bildenden Elemente mit der Dachi soliereinhεit 12 verschraubt, und zwar werden Schrauben 66 durch die Befestigungsmittel 64 in in Wärmedämmplatten 32, 34 der Dachisoliereinheit 12 eingelassene Befestigungselemente 36 eingeschraubt. Grundsätzlich sind auch andere, insbesondere auch durch die Dachisoliereinheit 12 hindurchgehende Befestigungen denkbar. Die Befestigungsmittel 64 sind von quer zu den Luftführungskanälen 20 verlaufenden
Holzleisten gebildet, die Stoffschlüssig mit den Wärmedämmplatten 32, 34 verbunden sind und die bündig mit einer Oberseite der Wärmedämmplatten 32, 34 abschließen. Die Wärmedämmplatten 32, 34 sind untereinander in Stoßbereichen mit Win- kelprofilen 68 verbunden, mittels denen die Wärmedämmplatten 32 mit einem Dachbalken 70 verschraubt sind. Die Winkelprofi- Ie 68 dienen dazu, auf die Dachisoliereinheit 12 wirkende Schub- und Sogkräfte aufzunehmen. Die Luftführungseinheit 10 und die Dachisoliereinheit 12 sind vollständig wärmebrücken- frei befestigt.
Die Luftfϋhrungseinheit 10 wird mit Abstand zu der Dachisoliereinheit 12 montiert, so dass sich zwischen der Luftführungseinheit 10 und der Dachisoliereinheit 12 im montierten Zustand ein Kanal 30 zur Kondenswasserabführung ausbildet. Die Wärmedämmplatten 32, 34 der Dachisoliereinheit 12, die eine Vollflächendämmung bildet, sind im montierten Zustand betrachtet von unten nach oben wasserdurchlässig und weisen an ihrer Oberseite membranartige Folien 72, 74 auf, die sich über Grundkörper 76, 78 aus Polyurethan der Wärmedämmplatten 32, 34 hinaus erstrecken, so dass im montierten Zustand eine Überlappung in den Stoßbereichen der Wärmedämmplatten 32, 34 erreicht werden kann. Kondenswasser kann damit von unten nach oben durch die Grundkörper 76, 78 und die Folien 72, 74 diffundieren und über den Kanal 30 auf den Folien 72, 74, die nur in eine Richtung wasserdurchlässig sind, über die Dachschräge nach unten abgeführt werden. Die Dachisoliereinheit 12 kann zusätzlich oder alternativ auch Stahlsandwichelemente aufweisen, die insbesondere zumindest eine obere und meistens eine untere Blechschicht umfassen.
Im Bereich des Dachfirsts 58 weisen die die Luftführungskanäle 20 bildenden Elemente in ihren Bodenbereichen 26 jeweils eine Ausnehmung 28 zur Abführung von aufgeheizter Luft 50 aus der Luftführungseinheit 10 in einen die Luftführungskanäle 20 verbindenden Verbindungskanal 22 auf. Der Verbindungskanal 22 ist in die Wärmedämmplatten 34 der Dachisoliereinheit 12 ein- gebracht, verläuft parallel zum Dachfirst 58 und weist in Strömungsrichtung 24 eine zunehmende Querschnittsfläche auf. Der Verbindungskanal 22 ist nach unten mittels Wärmedämmplatten 80 der Dachisoliereinheit 12 abgeschlossen, die an einer Unterseite der Wärmedämmplatten 34 anschließen und die sich über die gesamte Breite der Dachvorrichtung erstrecken. Um zu vermeiden, dass aufgewärmte Luft 50 in den Kanal 30 strömt, sind vorzugsweise im Bereich des Verbindungskanals 22 zwischen der Luftführungseinheit 10 und der Dachisoliereinheit 12 Abschirmmittel 90, 92 angeordnet, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Verbindungskanals 22 erstrecken.
In der an eine Stirnseite 82 anschließenden Wärmedämmplatte 80 ist eine einen Luftführungskanal 38 der Dachisoliereinheit 12 bildende Ausnehmung eingebracht, wobei der Luftführungskanal 38 ca. einen Winkel 40 von 90° zu einer Oberseite der Wärmedämmplatte 80 einschließt.
Über den Luftführungskanai 38 wird die erwärmte Luft 50 der Energieverwertungseinheit 14 zugeführt, die vorzugsweise mit geringem Abstand, d.h. vorzugsweise mit einem Abstand kleiner als 2 m, zu dem Luftführungskanal 38 angeordnet ist. Die E- nergieverwertungseinheit 14 weist einen Wärmetauscher 42, insbesondere zur Erwärmung von Wasser, eine Wärmepumpe 44 und eine Einheit 48 zur Stromgewinnung aus der Wärmeenergie der erwärmten Luft 50 auf. Zudem umfasst die Energieverwertungseinheit 14 einen Erdspeicher 94, der bei überschüssiger Energie mit Wärmeenergie aufgeladen wird.
Ferner umfasst die Energieverwertungseinheit 14 ein System mit Heizkanälen 46, die in Gebäudewänden 84 und in einem Ge- bäudeboden 86 integriert sind. In die Heizkanäle 46 kann aufgewärmte Luft 50 aus der Luftführungseinheit 10 eingeleitet werden und die aufgewärmte Luft 50 kann vorteilhaft zur Heizung des Gebäudes genutzt werden. Die Energieverwertungsein- heit 14 weist eine Steuer- und Regeleinheit 88 auf, mittels der automatisiert abhängig von verschiedenen Parametern, wie insbesondere Außentemperatur, gewünschte Innentemperatur usw., ein Heizbetrieb gesteuert und geregelt wird, mittels der jedoch auch manuell der Heizbetrieb gesteuert werden kann.
In den Figuren 4 bis 6 sind alternative Ausführungsbeispiele dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den Figuren 4 bis 6 die Buchstaben a und b hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 3, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 verwiesen werden kann.
Die Dachvorrichtung umfasst eine aus Kunststoff hergestellte Luftführungseinheit 10a, eine Dachisoliereinheit 12a und eine Energieverwertungseinheit 14a (Figuren 4 und 5) .
Luftführungskanäle 20a der Luftführungseinheit 10a enden mit einem Abstand vor einem senkrecht ausgerichteten Isolierelement 96a der Dachisoliereinheit 12a, welches an seinem oberen Ende an eine Oberlichteinheit 98a anschließt. Im Bereich zwi- sehen den Luftführungskanälen 20a und dem Isolierelement 96a umfasst die Dachvorrichtung bzw. die Dachisoliereinheit 12a auf den Luftführungskanälen 20a bzw. auf der Luftführungseinheit 10a aufsitzende und an das Isolierelement 96a anschlie- ßende Isoliereinheiten 100a, die jeweils für mehrere Luftführungskanäle 20a einen Kanal 102a ausbilden, über den erwärmte Luft 50a jeweils über einen Kanal 104a in Wärmedämmplatten 34a in ein Kanalsystem 106a und über das Kanalsystem 106a der Energieverwertungseinheit 14a zugeführt wird. Die von den I- soliereinheiten 100a gebildeten Kanäle 102a sind in Strömungsrichtung untereinander vor dem Kanal 104a mittels Trennwänden 110a der Isoliereinheiten 100a entkoppelt.
Alternativ und/oder zusätzlich zu den Kanälen 104a in den Wärmedämmplatten 34a könnte die erwärmte Luft 50a über einen oder vorzugsweise über mehrere, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in Strömungsrichtung innerhalb der Luftführungskanäle 20a der Luftführungseinheit 10a ausgerichtete, zumindest im Wesentlichen ohne ümienkung ausgeführte Kanäle 108a, wie insbesondere durch ein Isolierelement 96a und/oder ein Stützelement (Zarge) eines Oberlichts, in einen Gebäudeinnenraum und von dort aus vorzugsweise in die Energieverwertungseinheit 14a geführt werden, wie dies in Figur 5 angedeutet ist.
In Figur 6 sind Einzelteile einer weiteren alternativen Dachvorrichtung dargestellt. Die Dachvorrichtung entspricht im Wesentlichen bis auf die dargestellten Einzelteile dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 3. Die Dachvorrichtung umfasst Adapterelemente 112b aus einem Kunststoffschäum, die als Isoliermittel dienen und die auf eine Luftführungseinheit 10b im Bereich deren Luftaustritt 114b direkt mittels eines Steckanschlusses 116b zur Herstellung einer Steckverbindung aufgesteckt sind.
Die Adapterelemente 112b weisen eine Strömungsumlenkung 118b auf und dienen dazu, Luft 50b aus der Luftführungseinheit 10b zu einer Energieverwertungseinheit 14b zu leiten.
28 . 08 . 07
Bezugszeichen
10 Luftführungseinheit 56 Dachstirnseite
12 Dachisoliereinheit 58 Dachfirst
14 Energieverwertungsein- 60 Formschlusselement heit 62 Formschlusselement
16 Dachaußenfläche 64 Befestigungsmittel
18 Deckschicht 66 Schraube
20 Luftführungskanal 68 Winkelprofil
22 Verbindungskanal 70 Dachbalken
24 Strömungsrichtung 72 Folie
26 Bodenbereich 74 Folie
28 Ausnehmung 76 Grundkörper
30 Kanal 78 Grundkörper
32 Wärmedämmplatte 80 Wärmedämmplatte
34 Wärmedämmplatte 82 Stirnseite
36 Befestigungselement 84 Gebäudewand
38 Luftführungskanal 86 Gebäudeboden
40 Winkel 88 Steuer- und Regelein¬
42 Wärmetauscher heit
44 Wärmepumpe 90 Abschirmmittel
46 Heizkanal 92 Abschirmmittel
48 Einheit 94 Erdspeicher
50 Luft 96 Isolierelement
52 Boden 98 Oberlichteinheit
54 Dachrand 100 Isoliereinheit 102 Kanal 112 Adapterelement
104 Kanal 114 Luftaustritt
106 Kanalsystem 116 Steckanschluss
108 Kanal 118 Strömungsumlenkung
110 Trennwand

Claims

28.08.07Ansprüche
1. Dachvorrichtung mit einer Luftfϋhrungseinheit (10) und einer Dachisoliereinheit (12) .
2. Dachvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Energieverwertungseinheit (14).
3. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10) eine Dachaußenfläche (16) bildet.
4. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10) eine transparente Deckschicht (18) aufweist.
5. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10) mehrere Luftführungskanäle (20) aufweist.
6. Dachvorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungskanäle (20) zumindest im montierten Zustand über wenigstens einen Verbindungskanal (22) verbunden sind.
7. Dachvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (22) in Strömungsrichtung (24) eine sich verändernde Querschnittsfläche aufweist.
8. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10) in ihrem Bodenbereich (26) wenigstens eine Ausnehmung (28) zur Abführung aufgewärmter Luft (50) aufweist.
9. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Luftführungseinheit (10) zumindest zum Großteil aus Kunststoff hergestellt ist.
10. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10) im montierten Zustand fest mit der Dachisoliereinheit (12) verbunden ist.
11. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Luftführungseinheit (10) und der Dachisoliereinheit (12) im montierten Zustand zumindest ein Kanal (30) zur Wasserabführung angeordnet ist.
12. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachisoliereinheit (12) wenigstens eine Wärmedämm- platte (32, 34) mit wenigstens einem Befestigungselement (36) aufweist, das zur Kopplung mit einer korrespondierenden Deckeinheit vorgesehen ist.
13. Dachvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (36) zumindest teilweise in die Wärmedämmplatte (32, 34) eingelassen ist.
14 = Dachvorrichtung zumindest nach Anspruch 10 und Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10) im montierten Zustand an dem Befestigungselement (36) befestigt ist.
15. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachisoliereinheit (12) zumindest einen Luftführungskanal (38) aufweist.
16. Dachvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungskanal (38) in eine Wärmedämmplatte (34, 80) der Dachisoliereinheit (12) eingebracht und/oder an die Wärmedämmplatte angeformt ist.
17. Dachvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungskanal (38) einen Winkel (40) ungleich Null zu einer Oberseite einer Wärmedämmplatte (34, 80) der Dachisoliereinheit (12) einschließt.
18. Dachvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverwertungseinheit (14) wenigstens einen Wärmetauscher (42) und/oder wenigstens eine Wärmepumpe (44) aufweist .
19. Dachvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverwertungseinheit (14) wenigstens einen Heizkanal (46) umfasst.
20. Dachvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverwertungseinheit (14) wenigstens eine Einheit (48) zur Stromgewinnung aufweist.
21. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein Adapterelement (112), das zur Kopplung mit der Luftführungseinheit (10) im Bereich deren Luftaustritt (114) vorgesehen ist.
22. Dachvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (112) einen Steckanschluss (116) zur Herstellung einer Steckverbindung mit der Luftführungseinheit (10) aufweist.
23. Dachvorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (112) wenigstens eine Strömungsumlen- kung (118) aufweist.
24. Verfahren, insbesondere zur Herstellung einer Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Montage einer Luftführungseinheit (10) auf einer Dachiso- liereinheit (12) .
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinheit (10) mit zumindest einem mit ei- ner Wärmedämmplatte (32, 34) der Dachisoliereinheit (12) fest verbundenen Befestigungselement (36) gekoppelt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Luftführungseinheit (10) und der Dachisoliereinheit (12) wenigstens ein Kanal (30) vorgesehen wird.
27. Verfahren zur Energieverwertung, insbesondere mit einer Dachvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 oder nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Dachbereich aufgewärmte Luft (50) durch eine
Dachisolierschicht einer Dachisoliereinheit (12) hindurchgeführt wird.
28. Verfahren zur Energieverwertung, insbesondere mit einer Dachvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 oder nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmeenergie von einer im Dachbereich aufgeheizten Luft (50) mittels eines Wärmetauschers (42) und/oder einer Wärmepumpe (44) genutzt wird.
29. Verfahren zur Energieverwertung, insbesondere mit einer Dachvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 oder nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Dachbereich aufgewärmte Luft (50) in wenigstens einen Heizkanal (46) geleitet wird.
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