Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klimatisierung eines Gebäudes nach dem Oberbegriff gemäss Anspruch 1, eine Temperiereinheit zur Verwendung in der Vorrichtung nach dem Oberbegriff gemäss Anspruch 14 sowie ein Verfahren zur Klimatisierung eines Gebäudes nach dem Oberbegriff gemäss Anspruch 15.

Mit Gebäudeklimatisierung versucht der Mensch seit der Antike im Sommer und in den warmen Regionen eine optimale Lösung für ein angenehmes Raumklima zu schaffen. Die

Ansätze sind so alt und vielfältig, wie das Problem selbst.

Eine effiziente, aber dafür sehr kostspielige und

gesundheitlich bedenkliche Lösung ist die Nutzung von

Klimaanlagen, die zwar eine regelbare und beeinflussbare Lösung darstellen, allerdings auf Kosten eines wirklich angenehmen Raumklimas. Andere Ansätze, wie Verschattung, ausgeklügelte Lüftungssysteme, Verdunstungskälte durch Dachbegrünungen oder Verdunstungselementen haben den

Nachteil des geringen Wirkungsgrades und der fehlenden Regelung.

Zudem sind bekannte Lehren zur Gebäudelufttemperierung aus der DE 41 03 010 AI und der DE 10 2008 009 085 B4 bekannt, wobei auch bei diesen bekannten Lehren ein Luftstrom erzeugt wird, der - wie bei Klimaanlagen - häufig als unangenehm empfunden wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, eine Vorrichtung zur Klimatisierung eines Gebäudes zu schaffen, das die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist .

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere

AusführungsVarianten der erfindungsgemässen Vorrichtung, eine Temperiereinheit zur Verwendung in der Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Klimatisierung eines Gebäudes sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zur

Klimatisierung eines Gebäudes. Die erfindungsgemässe

Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus,

- dass flächig ausgebildete äussere Temperierelemente eine Aussenseite des Gebäudes zumindest teilweise überdecken und

- dass die äusseren Temperierelemente auf einen

vorgebbaren Temperaturwert einstellbar sind.

Im Unterschied zu bekannten Klimatisierungssystemen

verhindert die erfindungsgemässe Vorrichtung ein Eindringen von warmer Luft in das Gebäude, das bei der Nutzung von Klimaanlagen mit hohem Energieaufwand wieder aus dem

Gebäude geblasen werden muss und dadurch die Aussentemperatur um das Gebäude herum noch erhöht. Bei dem Einsatz erfindungsgemässen Vorrichtung wird verhindert, dass die Wände und die Dächer von Gebäuden sich aufheizen und diese Wärme über einen sehr langen Zeitraum in das Innere des Gebäudes gelangt und nach aussen hin abstrahlt . Dadurch entsteht zum einen ein angenehmes Raumklima im Gebäude, zum anderen wird durch die fehlende Wärmestrahlung nach außen ein angenehmeres Klima auch um das Gebäude herum erhalten. Auf diese Weise ist die im Vergleich zu den

Aussenbezirken höhere Temperatur in den Innenstädten reduziert .

Eine Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin,

- dass flächig ausgebildete innere Temperierelemente

eine Innenseite des Gebäudes zumindest teilweise überdecken und

- dass die inneren Temperierelemente auf einen

vorgebbaren Temperaturwert einstellbar sind.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass mindestens eine

Temperiereinheit und ein Verteilsystem vorgesehen ist, das mit mindestens einem Temperierelemente und der mindestens einen Temperiereinheit wirkverbunden ist, und dass im

Verteilsystem ein Temperiermedium vorhanden ist, mit dem der vorgegebene Temperaturwert im mindestens einen

Temperierelement einstellbar ist. Noch weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Vorrichtung bestehen darin, dass das Temperiermedium mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist:

- flüssig;

- zumindest Anteil besteht aus Wasser;

- Gefrierpunkt unter 0° Celsius, vorzugsweise unter 5° Celsius ;

- gasförmig;

- zumindest Anteil besteht aus Luft.

Insbesondere durch die Verwendung einer niedrigtemperierten Temperiermedium - z. B. in einem Temperaturbereich von 4°C bis 5°C - kann der Wirkungsgrad deutlich erhöht werden und mittels Steuerung der Fliessgeschwindigkeit des

Temperiermediums die Wärmeaufnahme geregelt werden. Die Nutzung der durch die Aussentemperatur auf 17 °C bis 18 °C aufgewärmten Flüssigkeit in den Innenräumen als Decken oder Wandkühlung sorgt für die weitere Senkung der

Innentemperatur, die durch internen Wärmequellen

beeinflusst ist.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass die Temperierelemente mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 80% der Aussenseite bzw. der Innenseite bedecken.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass die äusseren

Temperierelemente in Bezug auf die Gebäudeaussenseite beabstandet angeordnet sind, so dass zwischen

Gebäudeaussenseite und äusserem Temperierelement ein erster Zwischenraum entsteht. Weitere AusführungsVarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass die inneren

Temperierelemente in Bezug auf die Gebäudeinnenseite beabstandet angeordnet sind, so dass zwischen

Gebäudeinnenseite und innerem Temperierelement ein zweiter Zwischenraum entsteht.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass eine Klimahülle die

Aussenseite des Gebäudes mit Ausnahme von Fenstern und Türen umgibt, wobei die äusseren Temperierelemente in die Klimahülle integriert sind.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass eine korrosionsfeste

Metallschicht auf der zum Gebäude hin gerichteten

Oberfläche der Temperierelemente vorhanden ist.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass die Temperierelemente aus einer Folie bestehen, durch die das Temperiermedium auf mehrfach angelegten Wegen von einer Einlassöffnung zu einer Auslassöffnung förderbar ist.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass eine Dämmschicht besteht, die zumindest die äusseren Temperierelemente auf deren Aussenseite überdecken, wobei die Dämmschicht vorzugsweise mit einer korrosionsfesten Abdeckung von aussen überdeckt ist .

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass die korrosionsfeste

Metallschicht eine oberflächenvergrössernde Struktur auf der zum Gebäude hin gerichteten Oberfläche der

Temperierelemente aufweist.

Weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen

Vorrichtung bestehen darin, dass das von einer

Temperiereinheit abgegebene Temperiermedium zunächst äussere Temperiereinheiten und dann innere

Temperiereinheiten durchströmt.

Ferner ist eine erfindungsgemässe Temperiereinheit zur Verwendung in einer Vorrichtung zur Klimatisierung eines Gebäudes angegeben. Die erfindungsgemässe Temperiereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine

Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung vorhanden sind, wobei ein Temperiermedium auf einer Vielzahl von Pfaden von einer Einlassöffnung zu einer Auslassöffnung gelangen kann.

Schliesslich ist ein Verfahren zur Klimatisierung eines Gebäudes angegeben, wobei sich das erfindungsgemässe

Verfahren dadurch kennzeichnet, - dass zumindest Bereiche von Aussenseiten des Gebäudes temperiert werden, indem ein Temperiermedium durch flächige äussere Temperierelemente zirkuliert, die auf der Aussenseite des Gebäudes vorgesehen sind,

- dass das Temperiermedium in Temperiereinheiten auf

einen vorgegebenen Temperaturwert eingestellt wird, und

- dass das Temperiermedium den Temperierelementen über ein Verteilsystem zugeführt wird.

Eine Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin,

- dass zumindest Bereiche von Innenseiten des Gebäudes temperiert werden, indem das Temperiermedium durch flächige innere Temperierelemente zirkuliert, die auf der Innenseite des Gebäudes vorgesehen sind, und

- dass das Temperiermedium nach dem Durchströmen der

äusseren Temperierelemente die inneren

Temperierelemente durchströmt.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die

vorstehend genannten Ausführungsvarianten oder kombinierte Ausführungsvarianten in beliebiger Weise kombiniert werden können. Lediglich diejenigen Kombinationen von

Ausführungsvarianten sind ausgeschlossen, die durch die Kombination zu einem Widerspruch führen würden.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren weiter erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch einen Bereich eines Gebäudes, das mit einer erfinderischen Vorrichtung zur

Klimatisierung ausgestattet ist, wobei zwei Details A und B vergrössert dargestellt sind,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes

Temperierelement mit Ein- und Austrittsöffnung für Temperiermedium, und

Fig. 3 einen Schnitt durch ein in einem Dämmelement

integriertes Temperierelement gemäss einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Bereich eines

Gebäudes 20 mit einem Dachaufbau 23 und einer Fassade 22. Erfindungsgemäss ist auf der Gebäudeaussenseite - d.h. auf dem Dachaufbau 23 bzw. auf der Fassade 22 - eine

Tragkonstruktion 2 vorgesehen, die ein beabstandetes montieren eines äusseren Temperierelementes 5 erlaubt, wobei dieses flächig ausgebildet ist und die Aussenseite des Gebäudes 20 zumindest teilweise überdeckt. Zwischen der äusseren Temperiereinheit 5 und der äusseren Oberfläche der Fassade 22 bzw. des Dachaufbaus 23 entsteht durch die beabstandete Montage ein Zwischenraum 18, der im Folgenden auch etwa als erster Zwischenraum 18 bezeichnet wird. Damit der erste Zwischenraum 18 in sich geschlossen ist, bilden die äusseren Temperierelemente 5 eine eigentliche

Klimahülle 1, die insbesondere das ganze Gebäude 20 umfassen kann. Damit wird es ermöglicht, die Temperatur des Gebäudes 20, inklusive Fassade 22 und Deckaufbau 23, auf einem vorgegebenen Temperaturwert zu halten.

Der grosse Vorteil, der durch die vorliegende Erfindung erhalten wird, wird durch ein einfaches Berechnungsbeispiel illustriert: Geht man von einer Gebäudegrundfläche von 100x100m und einer Gebäudehöhe von 8 Metern aus, so erhält man ein umbautes Gebäudevolumen von 80 ^λ 000πι ³ . Bei einer herkömmlichen Gebäudeklimatisierung muss dieses

Gebäudevolumen von 80 000m ³ aktiv gekühlt werden. Ist jedoch nur der Zwischenraum zu kühlen, wie dies

erfindungsgemäss vorgesehen ist, und geht man davon aus, dass - wiederum bei identischen Gebäudeabmessungen - der oben definierte Zwischenraum eine Tiefe von 5cm aufweist, so ergibt sich bei der vorliegenden Erfindung lediglich ein zu kühlendes Volumen von ca. 700m ³ , was gegenüber der herkömmlichen Gebäudeklimatisierung offensichtlich

erheblich kleiner ist. Entsprechend gross fallen die

Einsparmöglichkeiten bei den für die Kühlung aufzuwendenden Energiekosten für eine Klimatisierung gemäss der

vorliegenden Erfindung aus.

Bei einer weiteren Ausführungsvariante der

erfindungsgemässen Vorrichtung ist zusätzlich ein inneres Temperierelement 16, 17, das wiederum flächig und das die Innenseite des Gebäudes 20 zumindest teilweise überdeckt. Zwischen der inneren Temperiereinheit 16, 17 und der inneren Oberfläche des Gebäudes 20 entsteht durch eine beabstandete Montage mittels Tragkonstruktion 2 ein zweiter Zwischenraum 19. Damit auch der zweite Zwischenraum 19 in sich geschlossen ist, vervollständigen die inneren Temperierelemente 5 die Klimahülle 1 um die Gebäudekonstruktion. Damit wird es ermöglicht, die Temperatur des gesamten Gebäudes 20, inklusive Fassade 22 und Deckaufbau 23, auf einem

vorgegebenen Temperaturwert zu halten. Damit sind die

Voraussetzungen für eine optimale Raumklimatisierung geschaffen, denn die Temperatur eines Temperiermediums 11 wird auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, wobei dies beispielsweise mit einer Temperiereinheit 12 erfolgt. Das Temperiermedium 11 wird in der Folge durch die äusseren Temperierelemente 5 geleitet, wobei hierzu ein

Verteilsystem 10, 13 vorgesehen ist, das mit den

Temperierelementen 5 verbunden ist. Das Temperiermedium 11 wird nach dem Verlassen eines äusseren Temperierlementes 5 entweder über das Verteilsystem 10, 13 zur Temperiereinheit 12 zurückgeleitet oder das Temperiermedium 11 wird zunächst den inneren Temperierelementen 16, 17 zugeführt.

Das Temperiermedium 11 wird in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung spezifische Anforderungen aus. Insbesondere weist das Temperiermedium 11 mindestens eine der folgenden

Eigenschaften auf:

- flüssig;

- zumindest Anteil besteht aus Wasser;

- Gefrierpunkt unter 0° Celsius, vorzugsweise unter 5° Celsius ;

- gasförmig; - zumindest Anteil besteht aus Luft.

In Fig. 1 sind die beiden Details A und B jeweils

vergrössert dargestellt. Es geht hierbei um das Aufzeigen von möglichen Realisierungen des Verteilsystems in einem Eckbereich eines Gebäudes 20 (Detail A) oder in einem

Übergangsbereich von einem äusseren Temperierelement 5 zu einem inneren Temperierelement 16, 17 (Detail B) . Schliesslich gibt es eine Reihe von Möglichkeit, das

Temperiermedium 11 auf einen vorgegebenen Wert

einzustellen. In Fig. 1 ist eine Möglichkeit dargestellt, bei der als Temperiermedium 11 gefiltertes Grundwasser verwendet wird. Da Grundwasser in der Regel eine tiefere Temperatur aufweist, sind Energieaufwendungen für die

Kühlung geringer, da eine Vorkühlung bereits erfolgt ist. Die Temperiereinheit 12 ist dann nur erforderlich, wenn sich die Temperatur des Grundwassers als zu hoch für die Kühlung erweist. Nur dann ist eine Abkühlung des

Temperiermediums 11 mit einem herkömmlichen Klimagerät erforderlich .

Bei einem konkreten Anwendungsfall hat sich gezeigt, dass das Temperiermedium 11 auf eine Temperatur von 4°C bis 5°C gekühlt werden muss. Das über das Verteilsystem 10, 13 verteilte und durch die äusseren Temperierelemente 5 geleitete Temperiermedium 11 hat sich dann auf eine

Temperatur von 17°C bis 18°C erwärmt. Das Temperiermedium 11 in diesem Temperturbereich eignete sich vorzüglich zur direkten Einleitung in die inneren Temperierelemente 16, 17 und anschliessenden Rückleitung zur Temperiereinheit bzw. zur Rückleitung ins Grundwasser. Hiermit konnten im

Innenraum 14 angenehme klimatische Bedingungen geschaffen werden .

Bei einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, anstelle oder zusätzlich zur Regelung der Temperatur des Temperiermediums 11 die

Einstellung der klimatischen Bedingungen im Innenraum 14 über die Fliessgeschwindigkeit des Temperiermediums 11 vorzunehmen. Hierzu ist eine Steuerungseinheit 21

vorgesehen, die eine steuerbare Pumpe für das

Temperiermedium 11 umfasst. Wie bereits erläutert worden ist, zeigt Fig. 1 sowohl auf der Aussenseite als auch auf der Innenseite des Gebäudes 20 jeweils einen Zwischenraum. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Temperierelemente 5, 16, 17 direkt auf der Fassade 22 bzw. auf dem Dachaufbau 23 angeordnet sind. Ein

Zwischenraum zwischen Gebäudebestandteilen und dem

Temperierelementen ist jedoch insbesondere dann angezeigt, wenn das Temperiermedium 11, und als Folge davon auch die Oberflächen der Temperierelemente, stark gekühlt werden, wie dies beispielsweise im vorstehend genannten Beispiel der Fall ist. So wird sich bei hohen Temperaturdifferenzen Kondensationswasser auf den Oberflächen der

Temperierelemente ablagern, was zu Feuchtigkeitsschäden am Gebäude 20 oder an der Klimahülle 1 führen kann. Bei einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen, Kondensationswasser, das sich auf Temperierelementen bildet, gezielt abzuführen. Entsprechend ist ein Sammelsystem für Kondensationswasser vorgesehen (in Fig. 1 nicht dargestellt), womit

gewährleistet wird, dass keine Schäden am Gebäude 20 entstehen können.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsvariante für ein erfindungsgemässes Temperierelement 5. Es handelt sich hierbei um zwei Folien, die punktförmige

Schweissstellen aufweisen, welche die beiden Folien

zusammenhalten. Das Temperiermedium 11, das durch eine Eintrittsöffnung 24 in das Temperierelement 5 eintritt, wird durch die Schweissstellen auf verschiedenen Pfaden 7 zu einer Austrittöffnung 25 befördert. Dem Temperiermedium 11 stehen demzufolge eine Vielzahl an Pfaden von der

Eintrittsöffnung 24 zur Austrittsöffnung 25 zur Verfügung, womit eine optimale Temperaturverteilung im

Temperierelement 5 erhalten wird.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine in Fig. 2 angedeutete Schnittebene C-C durch ein Temperierelement 5, wobei neben dem eigentlichen Temperierelement 5 auch weitere Schichten ersichtlich sind. So ist das Temperierelement 5 in eine Dämmschicht 8 integriert, die nach aussen hin mit einer korrosionsfesten Abdeckung 9 abgedeckt ist, mit der die darunter liegenden Bestandteile von Ausseneinflüssen wie Wasser, Schnee, UV-Strahlung oder dergleichen geschützt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite der Dämmschicht 8 ist eine korrosionsfeste Metallschicht 3 vorgesehen, die ein

Eindringen von Kondensationswasser in die Dämmschicht 8 verhindert. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung ist, wie in Fig. 3 dargestellt, anschliessend an die korrosionsfeste Metallschicht 3 eine

oberflächenvergrössernde Struktur 4 ersichtlich, die den Wärme- bzw. Kältefluss vom Temperierelement 5 zur Umgebung - insbesondere in den Zwischenraum, sofern ein solcher vorhanden ist - begünstigt.

Nachfolgend werden Aspekte des erfindungsgemässen

Verfahrens weiter erläutert:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von

Gebäudeflächen von aussen durch eine Klimahülle, die angebracht an die Aussenflächen des Gebäudes das Aufheizen der Gebäudeflächen - z. B. Fassaden 22 und Dachaufbau 23 durch die Wärmestrahlung der Sonne verhindert . Die

Klimahülle 1 besteht aus mehreren Schichten, die entweder als Einzelelemente oder als flächige Konstruktion

installiert werden und als Komponenten eine

Tragekonstruktion 2, die fest mit dem Gebäude verbunden ist als Rahmen für die Aufnahme der Temperierelemente oder der flächigen Konstruktion dient, eine korrosionsfeste

Metallschicht 3, die mit einem in die Richtung der

Gebäudehülle vergrosserten korrosionsfesten Oberfläche- vergrössernde Struktur 4 versehen ist, eine Flüssigkeitsversorgung, die mit einer Struktur versehen ist, die eine redundante Fliesseigenschaft (in Fig. 2 durch die Fliesspfade 7 gekennzeichnet) sichert, eine Dämmschicht 8 und eine Wetter- und korrosionsfeste Abdeckung 9, die die unteren Bestandteile von den Ausseneinflüssen wie Wasser, Schnee, UV-Strahlung oder dergleichen schützt. Die Kühlung der Gebäudeflächen durch einen geschlossenen

Kühlflüssigkeitskreislauf 10 erfolgt, indem das

Temperiermedium 11 in einer oder mehreren

Temperiereinheiten 12 beispielsweise auf eine Temperatur von 4°C bis 5°C gekühlt wird und über ein Verteilsystem 13 in die Temperierelemente 5 der Klimahülle 1 geleitet wird und durch das Abkühlen der korrosionsfesten Metallschicht 3 die Temperatur der Aussenluft zwischen der Gebäudehülle 1 und der Klimahülle 1 - d.h. im ersten bzw. zweiten

Zwischenraum 18, 19 - deutlich absenkt.

Wie bereits erwähnt kann als Temperiermedium als

Flüssigkeit gefiltertes Grundwasser zum Einsatz kommen, womit das vorgekühlte Grundwasser zu einem geringeren

Energieverbrauch führt. Das aufgewärmte Wasser kann in der Folge wieder in den Grundboden geleitet werden.

Bei einer weiteren Ausführungsvariante des

erfindungsgemässen Verfahrens wird das Temperiermedium für die weitere Kühlung der Innenräume 14 bei einer Temperatur von 17°C - 18°C in ein System für Decken- bzw.

Wandkühlelemente - d.h. in die inneren Temperierelemente 16, 17 - geleitet. Bei einer noch weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens wird das auf der

vergrosserten Oberfläche der korrosionsfesten Metallschicht 3 kondensierte Wasser über ein SammelSystem in ein

Sammelbecken als Brauchwasser geleitet.

Bei einer noch weiteren Ausführungsvariante des

erfindungsgemässen Verfahrens wird die

Fliessgeschwindigkeit des Temperiermediums 11 mittels

Steuerungseinheit 21 beeinflusst.

Schliesslich wird bei einer noch weiteren

Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens kommt als Temperiermedium 11 eine Sole oder andere Flüssigkeit mit einem Gefrierpunkt von deutlich unter 0°C zum Einsatz, womit es in der Temperiereinheit 12 auf Temperaturen unter 0°C gekühlt werden kann.