WO2010048909A1 - Bauteil und verwendung eines bauteils - Google Patents

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WO2010048909A1
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Christoph Bathon
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Bathon, Leander
Bathon, Tobias
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    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Definitions

  • the invention relates to a component for a building, wherein the component has at least one wood-holding means composite element and a use of a component.
  • the invention DE 197 00 873 describes a component for fixing plate-shaped components, in particular solar modules and solar panels over a roof.
  • the pad i.
  • the actual supporting element represents here, for example, the roof skin is mounted on this energy-generating element.
  • the invention DE 200 10 299 describes a façade and / or light roof construction and mounting device for fastening solar panels to a façade and / or light roof construction.
  • the invention DE 20 2008 003 148 describes an arrangement of a plurality of solar panels by a support frame, which allows the juxtaposition of a plurality of regularly arranged flat solar panels.
  • a disadvantage of the prior art is that known solar thermal or photovoltaic systems are merely applied to other structures as an additional, energy-generating component, in particular as solar collectors arranged on the roof.
  • the object of the present invention is to provide a component which enables a simple and at the same time stable construction for the production of solar energy.
  • the object is achieved by a component having at least one wood-holding means composite element, with at least one wood element and a holding means, wherein the connection of the wood element and the holding means is constructed substantially non-positively and / or positively and / or materially ,
  • the wood element and the holding means are at least partially in thrust connection, wherein in connection with the holding means at least one solar element, in particular a solar thermal element is integrated and / or on a light-facing side of the holding means a photovoltaic element is arranged, wherein the photovoltaic element in particular at least partially water repellent is constructed.
  • the invention provides an energy-generating, supporting hybrid component, which has a support element as a wood-holding means composite component with energy-generating solar thermal and / or photovoltaic elements.
  • the invention thus makes it possible to create a multifunctional component that combines energy-generating and static-bearing elements.
  • the solar radiation generated by the photovoltaic elements generates electricity and at the same time the solar thermal elements integrated behind and / or between the holding means, in particular of wood, concrete, plastic or metal, can be reheated as a wood-holding composite element.
  • the solar thermal elements integrated in the load-bearing concrete can then forward the heated liquid to the corresponding building services.
  • a mechanical contact with other components can be done in a simple manner by force transmission over the wood element and / or via the holding means.
  • the generation of heat can be effected with the aid of the solar elements and a transport of the warm water into the household can use part of the energy gained via the photovoltaic for cooling the building of another line system, for example within lines of a concrete element arranged correspondingly in the component become.
  • a load-bearing timber-holding means composite component for the use of solar energy in terms of solar thermal and / or photovoltaic is used.
  • the renewable raw material wood which is also produced by solar energy, also a supporting element in this wood-holding agent-solar element.
  • the wooden element and the holding means are connected to one another in such a way that an area is formed which has at least one solar element, in particular a solar thermal element.
  • the area is at least partially covered by an agent which is in particular thermally conductive and / or light-absorbing, in particular of a mineral material, in particular loam, clay, lightweight concrete and / or concrete.
  • the region has an essentially heat-insulating insulation on a side facing away from the light.
  • the region on the side facing the light is covered with a photovoltaic element which is in particular at least partially thermally conductive and / or translucent.
  • the holding means concrete and / or wood and / or metal and / or plastic has.
  • a component for a building wherein the component has at least one wood-concrete composite element, with at least one wood element and a concrete element, wherein the connection of the wood element and the concrete element with each other force and / or shape and / or in particular, the wood element and the concrete element are in thrust connection to one another, wherein at least one solar element, in particular a solar thermal element is integrated in the concrete element and / or a photovoltaic element is arranged on a light-facing side of the concrete element.
  • a composite element has a wood element and at least two concrete elements, wherein the wood element as an intermediate element force and / or positively and / or materially connected to the two concrete elements is connected and in the respect to the light irradiation outer concrete element at least one solar thermal element is integrated and / or in the inner concrete element, a cooling element is integrated
  • the composite element has at least two wood elements and an intermediate concrete element, between which there is a force and / or positive and / or material-locking connection between the wood elements and the concrete element.
  • connection between the wooden element and holding means has a geometrical positive connection and / or mechanical connecting means, in particular by means of nails, screws and / or pins, and / or an adhesive connection, in particular with bars, tubes, grids, sheets and / or nets and / or a mecanicnverklebung and / or a welded joint and / or a concrete grout, wherein the compound is in particular a shear-resistant connection.
  • the composite elements are at least partially prefabricated and then combined in the factory and / or on the construction site.
  • the wooden elements have one-part cross-sections, in particular in the form of beams, rafters, binders, plates, discs, planks and / or multi-part cross-sections, in particular truss girders, Triangle strut girders, I-girders, T-girders, box girders and / or wall sheets.
  • the concrete elements have one-part cross-sections, in particular in the form of beams, columns, plates, discs and / or multi-part cross-sections, in particular in the form of TT-carriers, I-beams, T-beams, box girders, web plates , ⁇ plates.
  • this embodiment of the invention but advantageously without photovoltaic element, is also suitable as a bridge structure.
  • the composite element is provided with insulating, insulating, protective and / or cladding materials, wherein in particular between wood elements insulation and / or installations in the factory and / or placed on the site, so that this is a thermal decoupling of the concrete offers, in particular with an internal, final wall element, in particular as a vapor barrier, in particular of plasterboard.
  • the wood-holding means composite element has at least one wood-wood composite element, with at least a first wooden element and a second wooden element substantially in the form of a connecting rod, which is applied to the first wooden element and together with the first wooden element - At least partially defines a cavity which is occupied by a solar element, in particular a solar thermal element.
  • the wood-retaining-compound element has at least one HoIz- metal and / or plastic composite element, with at least one Holzele- ment and a metal and / or plastic rail, which is applied to the wood element and together with the Wooden element at least partially limited to an area which is covered with a solar element, in particular a solar thermal element.
  • the invention can be used as an application of a component for buildings such as buildings, residential buildings, commercial buildings, industrial buildings, sports facilities, factories, car parks, stadiums, towers, bridges, noise barriers, car ports, especially for building envelopes, roofs, walls, facades.
  • buildings such as buildings, residential buildings, commercial buildings, industrial buildings, sports facilities, factories, car parks, stadiums, towers, bridges, noise barriers, car ports, especially for building envelopes, roofs, walls, facades.
  • the invention can be used as an application of a component for structures such as free-standing solar systems, in particular in solar parks, in particular in a curved, in particular parabolic, shape of the wood-holding-material composite elements, in particular the wood-concrete composite elements.
  • FIG. 1 shows an inventive component
  • Fig. 2 shows an inventive component with two concrete elements
  • FIG. 5 a shows an inventive component with a metal and / or plastic element
  • FIG. 5 b shows an inventive component with a metal and / or plastic element
  • FIG. 6 shows an inventive component with a wood concrete element.
  • a component with a composite element 1 comprising a concrete element 3, which is connected to a wooden element 2 in a shear-resistant manner, for example by mechanical shear connectors in the form of screws.
  • a photovoltaic element 6 is applied on a sun facing side 7 of the concrete element 3.
  • water can be discharged through a water-bearing plane.
  • line guides 13 of the solar thermal element 5 are embedded.
  • the component can be used in this embodiment, for example, advantageous as a noise barrier, as a curtain wall element, as a flat roof or as a car port.
  • Fig. 2 shows an example of a component consisting of an outer concrete element 8, which by a connection 11 in the form of a thrust connector, for example in
  • building envelopes can be implemented here that manage without significant heat losses / energy losses.
  • the component can be used in this design as a building wall, as a pitched roof or as a flat roof.
  • Fig. 3 shows an example of a component consisting of a curved concrete element 3, which is connected by exemplary shear connectors in the form of glued plastic meshes shear resistant with the curved wooden element 2.
  • a photovoltaic element 6 is applied on the sun-facing side 7 of the concrete element 3.
  • line guides 13 for the medium-carrying solar thermal element 5 are embedded.
  • the component may be used in this embodiment as one of many other components in a solar park, in particular for applications in southern countries, e.g. PV films in southern Spain, as the additional cooling increases the efficiency of the PV element. In this way, low-cost and easy to build fields for energy production can be produced, in which expensive and heating stainless steel can be largely dispensed with.
  • Glued laminated timber sections bonded in such a way, for example adhesively bonded, that a Rich 20 is formed in which on a insulation 23, a heat-conductive filling 22 is mounted, are integrated in the solar thermal elements 5.
  • the region 20 is delimited by a cover 25 with photovoltaic elements 6 toward the light-facing side 7, the photovoltaic element 6 being held in particular on the wood elements 3 ", the photovoltaic element 6 being able to be constructed in such a way that partially light passes through the photovoltaic element
  • the heat of the light can be transmitted through the photovoltaic elements 6 and absorbed by the solar thermal elements 5 in the region 20.
  • the photovoltaic element 6 can be integrated as a so-called thin-film element in a glass pane
  • a heating of the cable guide 13 can be carried out directly by the solar radiation without a thermally conductive substance.
  • water can be discharged through a water-bearing plane.
  • the component can be embedded in the interior of the clay For example, it can be used as a lightweight Hoiz composite solar thermal element for the renovation of existing buildings, in particular rooftops, thus enabling the existing building fabric to be energetically retrofitted without causing an increase in load.
  • FIG. 5a shows an inventive component with a wooden element 2 and with two metal and / or plastic elements 3 '", in particular as U-profile cross sections, which are connected, for example, by gluing and / or screwing to the wooden element 2.
  • a region 20 is enclosed, in which solar thermal elements 5 are integrated.
  • the region 20 is covered by a cover 25, which may essentially comprise solar PV elements 6.
  • a cover 25 which may essentially comprise solar PV elements 6.
  • the watertightness is produced, for example, by coupling profiles 26, which terminate the composite wood elements circumferentially, for example, here shown as UV-resistant rubber. Between the wood element 2 and the metal and / or plastic elements 3 '"and the photovoltaic element 6 there thus arises a region 20 in which there are cable guides of the solar thermal element 5. On the wood element 2, a reflection web 27 can be applied which determines the heat intensity of the sun's rays
  • the component can be used, for example, as a lightweight energy-generating wood-metal and / or plastic-element composite element for building envelopes and / or in solar power plants, in particular for power and heat generation.
  • FIG. 5b shows a component according to the invention with a metal and / or plastic element, wherein the cover 25 is only partially covered with photovoltaic elements 6, so that some points are formed for better light transmission.
  • FIG. 6 shows a component according to the invention with a wood-concrete composite element 1.
  • Wooden elements 2 are connected to a concrete element 3, for example as a plastic-fiber-reinforced lightweight concrete version, which is connected to the wooden elements 2, for example by gluing and / or mechanical connection 11, in particular screwing is.
  • a concrete element 3 for example as a plastic-fiber-reinforced lightweight concrete version, which is connected to the wooden elements 2, for example by gluing and / or mechanical connection 11, in particular screwing is.
  • solar thermal elements 5 are introduced in the heat-conducting concrete element 3
  • water can be discharged through a water-bearing plane.
  • the wooden elements 2 can form a rear panel 24 with a first plate 29, in particular wood-based panel.
  • a second plate 28, in particular a wood soft fiber board, are used, wherein the resulting space 30 can be filled with an insulation 23.
  • the space 24 allows a loading and final ventilation between the plate 29 and the thermally conductive photovoltaic element 6.
  • the component can be used in this embodiment, for example, as a roof and / or facade element in the new building and / or the energetic renovation of buildings.

Abstract

Bauteil für ein Bauwerk, wobei das Bauteil zumindest ein Holz-Haltemittel-Verbundelement (I) aufweist, mit zumindest einem Holzelement (2) und einem Haltemittel (III), wobei die Verbindung des Holzelements (2) und des Haltemittels (III) untereinander im wesentlichen kraft- und/oder form- und/oder materialschlüssig aufgebaut ist, insbesondere stehen das Holzelement (2) und das Haltemittel (III) zueinander zumindest teilweise in Schubverbindung, wobei in Zusammenhang mit dem Haltemittel (3) mindestens ein Solarelement, insbesondere ein Solarthermieelement (5) integriert ist und/oder auf einer lichtzugewandten Seite (7) des Haltemittels (III) ein Photovoltaikelement (6) angeordnet ist, wobei das Photovoltaikelement insbesondere zumindest teilweise wasserabweisend aufgebaut ist.

Description

/I
Bauteil und Verwendung eines Bauteils
Die Erfindung betrifft ein Bauteil für ein Bauwerk, wobei das Bauteil zumindest ein Holz-Haltemittel-Verbundelement aufweist und eine Verwendung eines Bauteils.
Die Erfindung DE 197 00 873 beschreibt ein Bauelement zur Befestigung von plat- tenförmigen Bauteilen, insbesondere von Solarmodulen und Sonnenkollektoren über einem Dach. Die Unterlage, d.h. das eigentlich tragende Element stellt hier beispielsweise die Dachhaut dar auf der dieses energieerzeugende Element befestigt ist.
Die Erfindung DE 200 10 299 beschreibt eine Fassaden- und/oder Lichtdach-kon- struktion und Montagevorrichtung zum Befestigen von Sonnenkollektoren an einer Fassaden- und/oder Lichtdachkonstruktion.
Die Erfindung DE 20 2008 003 148 beschreibt eine Anordnung von mehreren Sonnenkollektoren durch ein Stützengestell, das das Aneinanderreihen von mehreren regelmäßig angeordneten flächigen Sonnenkollektoren erlaubt.
Nachteilig im Stand der Technik ist es, dass bekannte Solarthermie- bzw. Photovol- taiksysteme lediglich als zusätzliches, energieerzeugendes Bauteil auf andere Strukturen aufgesetzt werden, insbesondere als auf dem Dach angeordnete Sonnenkol- lektoren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bauteil bereitzustellen, das eine einfache und zugleich stabile Baukonstruktion zur Herstellung von Solarenergie ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Bauteil, das zumindest ein Holz-Haltemittel-Verbundelement aufweist, mit zumindest einem Holzelement und einem Haltemittel, wobei die Verbindung des Holzelements und des Haltemittels untereinander im wesentlichen kraft- und/oder form- und/oder materialschlüssig aufgebaut ist, insbesondere stehen das Holzelement und das Haltemittel zueinander zumindest teilweise in Schubverbindung, wobei in Zusammenhang mit dem Haltemittel mindestens ein Solarelement, insbesondere ein Solarthermieelement integriert ist und/oder auf einer lichtzugewandten Seite des Haltemittels ein Photovoltaikelement angeordnet ist, wobei das Photovoltaikelement insbesondere zumindest teilweise wasserabweisend aufgebaut ist.
Die Erfindung liefert ein energieerzeugendes, tragendes Hybridbauteil, das ein Tragelement als Holz-Haltemittel-Verbundbauteil mit energieerzeugenden Solarthermie- und/oder Photovoltaikelementen aufweist. Die Erfindung ermöglicht es somit, ein multifunktionelles Bauteil zu erstellen, das energieerzeugende und statisch tragende Elemente vereint. Dabei wird durch die Sonneneinstrahlung durch die Photovoltaike- lemente Strom erzeugt und zugleich können die dahinter im und/oder zwischen dem Haltemittel, insbesondere aus Holz, Beton, Kunststoff oder Metall, als Holz-Haltemit^ tel-Verbundelement integrierten Solarthermieelemente aufgewärmt werden. Die im tragenden Beton integrierten Solarthermieelemente können dann die erwärmte Flüs- sigkeit an die entsprechende Haustechnik weitersenden. Ein mechanischer Kontakt zu anderen Bauteilen kann auf einfache Weise durch Kraftweiterleitung über das Holzelement und/oder über das Haltemittel erfolgen. Mithilfe der Solarelemente kann einerseits die Erzeugung von Wärme bewirkt werden und ein Transport des warmen Wassers in den Haushalt zugleich kann ein Teil der über die Photovoltaik gewonne- nen Energie für die Gebäudekühlung eines weiteren Leitungssystems, beispielsweise innerhalb von Leitungen eines entsprechend im Bauteil angeordneten Betonelements verwendet werden.
Somit wird ein tragendes Holz-Haltemittel-Verbundbauteil für die Nutzung der Son- nenenergie im Sinne der Solarthermie und/oder Photovoltaik genutzt. Hierdurch wird der nachwachsende Rohstoff Holz, der auch durch Sonnenenergie produziert wird, ebenfalls ein tragendes Element in diesem Holz-Haltemittel-Solar-Element.
Vorteilhaft ist es, wenn das Holzelement und das Haltemittel derart miteinander in Verbindung stehen, dass ein Bereich gebildet ist, der zumindest ein Solarelement, insbesondere ein Solarthermieelement, aufweist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Bereich zumindest teilweise mit einem Mittel, das insbesondere wärmeleitend und/oder lichtabsorbierend ist, insbesondere aus einem mineralischen Material, insbesondere Lehm, Ton, Leichtbeton und/oder Beton, belegt ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Bereich an einer lichtabgewandten Seite eine im wesentlichen wärmeisolierende Dämmung aufweist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Bereich an der lichtzugewandten Seite mit einem Photo- voltaikelement abgedeckt ist, das insbesondere zumindest teilweise wärmeleitend und/oder lichtdurchlässig ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Haltemittel Beton und/oder Holz und/oder Metall und/oder Kunststoff aufweist.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Bauteil für ein Bauwerk, wobei das Bauteil zumindest ein Holz-Beton-Verbundelement aufweist, mit zumindest einem Holzelement und einem Betonelement, wobei die Verbindung des Holzelements und des Betonelements untereinander kraft- und/oder form- und/oder materialschlüssig aufgebaut ist, insbeson- dere stehen das Holzelement und das Betonelement zueinander in Schubverbindung, wobei in das Betonelement mindestens ein Solarelement, insbesondere ein Solarthermieelement integriert ist und/oder auf einer lichtzugewandten Seite des Betonelements ein Photovoltaikelement angeordnet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Verbundelement ein Holzelement und zumindest zwei Betonelemente aufweist, wobei das Holzelement als Zwischenelement kraft- und/oder form- und/oder materialschlüssig mit den beiden Betonelementen verbunden ist und in das bezüglich der Lichteinstrahlungsrichtung äußere Betonelement zumindest ein Solarthermieelement integriert ist und/oder in das innere Betonelement ein Kühlelement integriert ist
Vorteilhaft ist es, wenn das Verbundelement zumindest zwei Holzelemente und ein dazwischenliegendes Betonelement aufweist, wozwischen eine kraft- und/oder form- und/oder materialschlüssige Verbindung zwischen den Holzelementen und dem Betonelement besteht.
Vorteilhaft ist es, wenn unterhalb des Photovoltaikelements ein Hinterlüftungsraum vorgesehen ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Verbindung zwischen dem Holzelement und Haltemittel einen geometrischen Formschluss aufweist und/oder mechanische Verbindungsmit- tel, insbesondere durch Nägel, Schrauben und/oder Stifte, und/oder eine Klebeverbindung, insbesondere mit Stäben, Rohren, Gittern, Blechen und/oder Netzen und/oder eine Flächenverklebung und/oder eine Schweißverbindung und/oder einen Betonverguss, wobei die Verbindung insbesondere eine schubfeste Verbindung ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Verbundelemente zumindest teilweise vorgefertigt sind und dann im Werk und/oder auf der Baustelle zusammengeführt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Holzelemente einteilige Querschnitte aufweisen, insbesondere in Form von Balken, Sparren, Binder, Platten, Scheiben, Bohlen und/oder mehrteilige Querschnitte aufweisen, insbesondere Fachwerkträger, Dreieckstrebenträger, I-Träger, T-Träger, Kastenträger und/oder Stegplatten.
Vorteilhaft ist es, wenn die Betonelemente einteilige Querschnitte aufweisen, insbesondere in Form von Balken, Stützen, Platten, Scheiben und/oder mehrteilige Quer- schnitte aufweisen, insbesondere in Form von TT-Trägem, I-Trägern, T-Trägern, Kastenträgern, Stegplatten, π-Platten. Überraschen hat es sich gezeigt, dass diese Ausgestaltung der Erfindung, allerdings vorteilhaft ohne Photovoltaikelement, auch als Brückenbauwerk geeignet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Verbundelement mit dämmenden, isolierenden, schüt- zenden und/oder verkleidenden Materialien versehen ist, wobei insbesondere zwischen Holzelementen Dämmungen und/oder Installationen im Werk und/oder auf der Baustelle eingebracht, so dass dies eine thermische Entkopplung zum Beton bietet, insbesondere mit einem innenliegenden, abschließenden Wandelement, insbesondere als Dampfsperre, insbesondere aus Gipskartonplatten.
Vorteilhaft ist es, wenn das Holz-Haltemittel-Verbundelement zumindest ein Holz- Holz-Verbundelement aufweist, mit zumindest einem ersten Holzelement und einem zweiten Holzelement im wesentlichen in Form eines Verbindungsstabes, der auf dem ersten Holzelement aufgebracht ist und zusammen mit dem ersten Holzelement zu- mindest teilweise einen Hohlraum begrenzt, der mit einem Solarelement, insbesondere einem Solarthermieelement belegt ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Holz-Haltemittel-Verbundelement zumindest ein HoIz- Metall-und/oder Kunststoff-Verbundelement aufweist, mit zumindest einem Holzele- ment und einer Metall- und/oder Kunststoffschiene, die auf dem Holzelement aufgebracht ist und zusammen mit dem Holzelement zumindest teilweise einen Bereich begrenzt, der mit einem Solarelement, insbesondere einem Solarthermieelement belegt ist.
Vorteilhaft kann die Erfindung eingesetzt werden als Anwendung eines Bauteils für Bauwerke wie Gebäude, Wohnhäuser, Gewerbebauten, Industriebauten, Sportanlagen, Fabriken, Parkhäuser, Stadien, Türme, Brücken, Lärmschutzwände, Car-Ports, insbesondere für Gebäudehüllen, Dächer, Wände, Fassaden.
Vorteilhaft kann die Erfindung eingesetzt werden als Anwendung eines Bauteils für Bauwerke wie freistehende Solaranlagen, insbesondere in Solarparks, insbesondere in gekrümmter insbesondere parabolischer Formgebung der Holz-Haltemittel-Verbundelemente , insbesondere der Holz-Beton-Verbundelemente.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Bauteil, Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Bauteil mit zwei Betonelementen und
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Bauteil als Solaranlage,
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Bauteil mit zwei Holzelementen,
Fig. 5a ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einem Metall und/oder Kunststoffelement, Fig. 5b ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einem Metall und/oder Kunststoffelement und Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einem Holz-Betonelement.
Fig. 1 offenbart beispielhaft ein Bauteil mit einem Verbundeelement 1 aufweisend ein Betonelement 3, das beispielsweise durch mechanische Schubverbinder in Form von Schrauben schubfest mit einem Holzelement 2 verbunden ist. Auf einer sonnenzugewandten Seite 7 des Betonelements 3 ist ein Photovoltaikelement 6 aufgebracht. Auf dem Photovoltaikelement 6 kann Wasser durch eine wasserführende Ebene abgeleitet werden. Im Inneren des Betonelements 3 sind Leitungsführungen 13 des So- larthermieelements 5 eingebettet. Das Bauteil kann in dieser Ausführung beispielsweise vorteilhaft als Lärmschutzwand, als vorgehängtes Fassadenelement, als Flachdach oder als Car-Port eingesetzt werden.
Fig. 2 zeigt beispielhaft ein Bauteil bestehend aus einem äußeren Betonelement 8, das durch eine Verbindung 11 in Form eines Schubverbinders beispielsweise in
Form von eingeklebten Stäben zumindest punktuell - nicht schubsteif - mit dem Holz- element 2 verbunden ist. Auf der sonnenzugewandten Seite 7 des Betonelements 3 ist ein Photovoltaikelement 6 aufgebracht, das gleichzeitig die wasserführende Ebene zum Ableiten von Regenwasser liefert. Im Inneren des Betonelements 3 sind Leitungsführungen 13 für das mediumführende Solarthermieelement 5 eingebettet. Das innere Betonelement 9 ist durch Schubverbinder beispielhaft in Form von eingekleb- ten Streckmetallen bzw. Lochblechen schubfest mit dem Holzelement 2 verbunden ist. Im Inneren des inneren Betonelements 9 sind Leitungsführungen 14 für die Gebäudekühlung bzw. Wand- bzw. Deckenheizung eingebettet. Zwischen den beiden Betonelementen 3 ist ein Hohlraum zwischen den Holzelementen 2 mit Dämmung 12 in Form von Dämmmaterial in loser Form oder formstabil ausgefüllt, um eine klimati- sehe Barriere zwischen Außenluft und Innenluft zu erzeugen. Je nach Art und Ausführung der Dämmung lassen sich hier Gebäudehüllen umsetzten, die ohne nennenswerte Wärmeverluste/Energieverluste auskommen. Das Bauteil kann in dieser Ausführung als Gebäudewand, als Schrägdach oder als Flachdach eingesetzt werden.
Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Bauteil bestehend aus einem gekrümmten Betonelement 3, das durch beispielhafte Schubverbinder in Form von eingeklebten Kunststoffgittern schubfest mit dem gekrümmten Holzelement 2 verbunden ist. Auf der sonnenzugewandten Seite 7 des Betonelements 3 ist ein Photovoltaikelement 6 aufgebracht. Im inneren des Betonelements 3 sind Leitungsführungen 13 für das mediumführende Solarthermieelement 5 eingebettet. Das Bauteil kann in dieser Ausführung als eines von vielen weiteren Bauteilen in einem Solarpark eingesetzt werden insbesondere zu Anwendungen in südlichen Ländern, z.B. PV Folien in Südspanien, da durch die zusätzliche Kühlung der Wirkungsgrad des PV-Elements erhöht wird. Auf diese Weise können kostengünstige und einfach aufzubauende Felder zur Energiegewinnung hergestellt werden, bei denen auf teuren und sich erhitzenden Edelstahl weitestge- hend verzichtet werden kann.
Fig. 4 zeigt beispielhaft ein Bauteil mit einem Holz-Holz-Verbundelement 1". Auf ei- nem ersten Holzelement 2 sind zwei weitere Holzelemente 3", beispielhaft profilierte
Brettschichtholzquerschnitte, derart verbunden, beispielsweise verklebt, dass ein Be- reich 20 gebildet wird, in dem auf einer Dämmung 23 eine wärmeleitende Füllung 22 angebracht ist, in der Solarthermieelemente 5 integriert sind. Der Bereich 20 wird durch eine Abdeckung 25 mit Photovoltaikelementen 6 zur licht-zugewandten Seite 7 hin begrenzt, wobei das Photovoltaikelement 6 insbesondere an den Holzelementen 3" gehalten ist. Dabei kann das Photovoltaikelement 6 so aufgebaut sein, dass teil- weise Licht durch das Photovoltaikelement 6 hindurch zu der wärmeleitenden Füllung um die Solarthermieelemente 5 durchdringt. Zudem kann die Wärme des Lichts durch die Photovoltaikelemente 6 hindurch geleitet und im Bereich 20 von den Solarthermieelemente 5 aufgenommen werden. In diesem Fall kann das Photovoltaikelement 6 als sogenanntes Dünnschichtelement in einer Glasscheibe integriert sind. In einer weiteren hier nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung kann dabei ohne eine wärmeleitende Substanz eine Erhitzung der Leitungsführung 13 direkt durch die Sonneneinstrahlung vorgenommen werden.
Auf dem Photovoltaikelement 6 kann Wasser durch eine wasserführende Ebene ab- geleitet werden. Zwischen dem Holzelement 2, den Holzelementen 3" und dem Photovoltaikelement 6 entsteht somit ein Bereich 20, der zumindest teilweise mit Dämmung 23 und beispielsweise einem insbesondere faserverstärkten Lehm ausgefüllt ist. Im Inneren des Lehms sind Leitungsführungen des Solarthermieelements 5 eingebettet. Das Bauteil kann in dieser Ausführung beispielsweise als leichtes HoIz- Verbund- Solarthermie-Element zur Sanierung bestehender Gebäude, insbesondere Hausdächer verwendet werden. Auf diese Weise lässt sich die bestehende Bausubstanz energetisch nachrüsten ohne dabei eine Belastungszunahme zu verursachen.
Fig. 5a zeigt ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einem Holzelement 2 und mit zwei Metall- und/oder Kunststoffelementen 3'", insbesondere als U-Profilquerschnitte, die beispielsweise durch Verklebung und/oder Verschraubung mit dem Holzelement 2 verbunden sind. Zwischen dem Holzelement 2 und den Metall- und/oder Kunststoffelementen 3'" ist ein Bereich 20 umschlossen, in dem Solarthermieelemente 5 integriert sind. Der Bereich 20 ist von einer Abdeckung 25 abgedeckt, die im wesentlichen Solarvoltaikelemente 6 aufweisen kann. Durch diese hindurch kann im Fall einer teilweisen Abdeckung oder einer Dünnschichtabdeckung Licht hindurch geleitet werden, wie in Fig. 5b dargestellt. Zumindest wird Wärme durch das Photovoltaikelement 6 hindurchgeleitet und auf die Solarthermieelemente 5 geschickt. Auf den Photovoltai- kelementen 6 kann beispielhaft Wasser abgeleitet werden. Die Wasserdichtigkeit wird beispielsweise durch Kopplungsprofile 26 hergestellt, die die Holz-Verbundelemente umlaufend abschließen, beispielsweise hier als UV-beständiger Gummi dargestellt. Zwischen dem Holzelement 2 und den Metall- und/oder Kunststoffelementen 3'" und dem Photovoltaikelement 6 entsteht somit ein Bereich 20, in dem sich Leitungsführungen des Solarthermieelements 5 befinden. Auf dem Holzelement 2 kann eine Reflexionsbahn 27 aufgebracht sein, die die Wärmeintensität der Sonnenstrahlen verstärkt zu einem höheren Wirkungsgrad des Solarthermieelements 5 führt. Das Bauteil kann in dieser Ausführung beispielsweise als leichtes energieerzeugendes Holz-Metall- und/oder Kunststoffelementen-Verbundelement für Gebäudehüllen und/oder in Solarkraftwerke, verwenden, insbesondere zur Strom- und Wärmeerzeugung.
Fig. 5b zeigt ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einem Metall und/oder Kunststoff- element, wobei die Abdeckung 25 nur Teilweise mit Photovoltaikelementen 6 abgedeckt ist, so dass einige Stellen zur besseren Lichtdurchlässigkeit ausgebildet sind.
Fig. 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einem Holz-Beton-Verbundelement 1. Holzelemente 2 sind mit einem Betonelement 3, beispielsweise als kunststofffa- serverstärkte Leichtbetonausführung, das beispielsweise durch Verklebung und/oder mechanische Verbindung 11 , insbesondere Verschraubung, mit den Holzelementen 2 verbunden ist. In dem wärmeleitenden Betonelement 3 sind Solarthermielemente 5 eingebracht. Auf einer lichtzugewandten Seite 7 des Betonelement 3 ist ein Photovoltaikelement 6 aufgebracht. Auf dem Photovoltaikelement 6 kann Wasser durch eine wasserführende Ebene abgeleitet werden. Die Holzelemente 2 können mit einer ersten Platte 29, insbesondere Holzwerkstoffplatte, Hinterlüftungsraum 24 bilden. Weiterhin kann eine zweite Platte 28, insbesondere einer Holzweichfaserplatte, eingesetzt werden, wobei der entstehende Raum 30 mit einer Dämmung 23 ausgefüllt werden kann. Der Raum 24 ermöglicht eine Be- und Endlüftung zwischen der Platte 29 und dem wärmeleitenden Photovoltaikelement 6. Das Bauteil kann in dieser Ausführung beispielsweise als Dach und/oder Fassadenelement im Neubau und/oder der energetischen Sanierung von Bauwerken verwendet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
I Holz-Haltemittel-Verbundelement
1 Holz-Beton-Verbundelement
1" Holz-Holz-Verbundelement
Holz-Metall- und/oder Kunststoff-Verbundelement
2 Holzelement
IM Haltemittel
3 Betonelement
3" Holzelement
3'" Metall- und/oder Kunststoffschiene
4 Solarelement
5 Solarthermieelement
6 Photovoltaikelement
7 Seite
8 äußeres Betonelement
9 inneres Betonelement
10 Kühlelement
11 Verbindung
12 Dämmung
13 Leitungsführungen
14 Leitungsführungen
20 Bereich
21 Seite
22 Mittel
23 Dämmung
24 Hinterlüftungsraum
25 Abdeckung
26 Kopplungsprofile Reflexionsbahn Platte Platte

Claims

ANSPRÜCHE
1. Bauteil für ein Bauwerk, wobei das Bauteil zumindest ein Holz-Haltern ittel-Ver- bundelement (I) aufweist, mit zumindest einem Holzelement (2) und einem Haltemittel (III), wobei die Verbindung (11) des Holzelements (2) und des Haltemittels (III) untereinander im wesentlichen kraft- und/oder form- und/oder materialschlüssig aufgebaut ist, insbesondere stehen das Holzelement (2) und das Haltemittel (IM) zueinander zumindest teilweise in Schubverbindung, wobei in Zusammenhang mit dem Haltemittel (3) mindestens ein Solarelement (4), insbesondere ein Solarthermieele- ment (5) integriert ist und/oder auf einer lichtzugewandten Seite (7) des Haltemittels (III) ein Photovoltaikelement (6) angeordnet ist, wobei das Photovoltaikelement insbesondere zumindest teilweise wasserabweisend aufgebaut ist.
2. Bauteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Holzelement (2) und das Haltemittel (III) derart miteinander in Verbindung stehen, dass ein Bereich (20) gebildet ist, der zumindest ein Solarelement (4), insbesondere ein Solarthermiee- lement (5), aufweist.
3. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (20) zumindest teilweise mit einem Mittel (22), das insbesondere wärmeleitend und/oder lichtabsorbierend ist, insbesondere aus einem mineralischen Material, insbesondere Lehm, Ton, Leichtbeton und/oder Beton, belegt ist.
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (20) an einer lichtabgewandten Seite (21) eine im wesentlichen wärmeisolierende Dämmung (23) aufweist.
5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich an der lichtzugewandten Seite (7) mit einem Photovoltaikelement (6) abge- deckt ist, das insbesondere zumindest teilweise wärmeleitend und/oder lichtdurchlässig ist.
6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel Beton und/oder Holz und/oder Metall und/oder Kunststoff aufweist.
7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz-Haltemittel-Verbundelement zumindest ein Holz-Beton-Verbundelement (1) aufweist, mit zumindest einem Holzelement (2) und einem Betonelement (3) im wesentlichen in Form einer Betonplatte, wobei die Verbindung (11) des Holzelements (2) und des Betonelements (3) untereinander kraft- und/oder form- und/oder mate- rialschlüssig aufgebaut ist, insbesondere stehen das Holzelement (2) und das Betonelement (3) zueinander in Schubverbindung, wobei in das Betonelement (3) mindestens ein Solarelement (4), insbesondere ein Solarthermieelement (5) integriert ist und/oder auf einer lichtzugewandten Seite (7) des Betonelements (3) ein Photovol- taikelement (6) angeordnet ist.
8. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement ein Holzelement (2) und zumindest zwei Betonelemente (3) aufweist, wobei das Holzelement (2) als Zwischenelement kraft- und/oder form- und/- oder materialschlüssig mit den beiden Betonelementen (3) verbunden ist und in das bezüglich der Lichteinstrahlungsrichtung äußere Betonelement (8) zumindest ein Solarthermieelement (5) integriert ist und/oder in das innere Betonelement (9) ein Kühlelement (10) integriert ist
9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement zumindest zwei Holzelemente (2) und ein dazwischenliegendes Betonelement (3) aufweist, wozwischen eine kraft- und/oder form- und/oder materialschlüssige Verbindung (11) zwischen den Holzelementen (2) und dem Betonelement (3) besteht.
10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Photovoltaikelements ein Hinterlüftungsraum (24) vorgesehen ist.
11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Holzelemente (2) und dem Haltemittel (III) einen geo- metrischen Formschluss aufweist und/oder mechanische Verbindungsmittel und/oder eine Klebeverbindung, insbesondere mit Stäben, Rohren, Gittern, Blechen und/oder Netzen und/oder eine Flächenverklebung und/oder , eine Schweißverbindung und/oder einen Betonverguss, wobei die Verbindung insbesondere eine schubfeste Verbindung ist, insbesondere durch mechanische Verbindungsmittel, insbesondere durch Nägel, Schrauben und/oder Stifte.
12. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundelemente zumindest teilweise vorgefertigt sind und dann im Werk und/- oder auf der Baustelle zusammengeführt werden.
13. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzelemente (2) einteilige Querschnitte aufweisen, insbesondere in Form von Balken, Sparren, Binder, Platten, Scheiben, Bohlen und/oder mehrteilige Querschnitte aufweisen, insbesondere Fachwerkträger, Dreieckstrebenträger, I-Träger, T-Trä- ger, Kastenträger und/oder Stegplatten.
14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonelemente (3) einteilige Querschnitte aufweisen, insbesondere in Form von Balken, Stützen, Platten, Scheiben und/oder mehrteilige Querschnitte aufweisen, ins- besondere in Form von TT-Trägern, I-Trägern, T-Trägern, Kastenträgern, Stegplatten, π-Platten.
15. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement mit dämmenden, isolierenden, schützenden und/oder verklei- denden Materialien versehen ist, wobei insbesondere zwischen Holzelementen (2) Dämmungen (12) und/oder Installationen im Werk und/oder auf der Baustelle eingeb- rächt, so dass dies eine thermische Entkopplung zum Beton bietet, insbesondere mit einem innenliegenden, abschließenden Wandelement, insbesondere als Dampfsperre, insbesondere aus Gipskartonplatten.
16. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz-Haltemittel-Verbundelement zumindest ein Holz-Holz-Verbundelement (1) aufweist, mit zumindest einem ersten Holzelement (2) und einem zweiten Holzelement (3") im wesentlichen in Form eines Verbindungsstabes, der auf dem ersten Holzelement aufgebracht ist und zusammen mit dem ersten Holzelement zumindest teilweise einen Hohlraum begrenzt, der mit einem Solarelement (4), insbesondere einem Solarthermieelement (5) belegt ist.
17. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz-Haltemittel-Verbundelement zumindest ein Holz-Metall-und/oder Kunststoff- Verbundelement (1"') aufweist, mit zumindest einem Holzelement (2) und einer Me- tall- und/oder Kunststoffschiene (3'"), die auf dem Holzelement (2) aufgebracht ist und zusammen mit dem Holzelement (2) zumindest teilweise einen Bereich (20) begrenzt, der mit einem Solarelement (4), insbesondere einem Solarthermieelement (5) belegt ist.
18. Verwendung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 17 für Bauwerke wie Gebäude, Wohnhäuser, Gewerbebauten, Industriebauten, Sportanlagen, Fabriken, Parkhäuser, Stadien, Türme, Brücken, Lärmschutzwände, Car-Ports, insbesondere für Gebäudehüllen, Dächer, Wände, Fassaden.
19. Verwendung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 17 für Bauwerke wie freistehende Solaranlagen, insbesondere in Solarparks, insbesondere in gekrümmter insbesondere parabolischer Formgebung der Holz-Haltemittel-Verbundelemente (I).
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