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Title:
ROOF, WALL OR CEILING STRUCTURE WITH AN INTEGRATED COOLING AND/OR HEATING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/091509
Kind Code:
A1
Abstract:
Roof, wall or ceiling constructions are embodied in such a way that the necessary heating and/or cooling surfaces are integrated optically and structural into the wall structures in order to reduce building times, thereby resulting in a roof, wall or ceiling structure with an integrated cooling and/or heating system consisting at least of profiled longitudinal beams, cooling and heating elements and layers of insulating material. The longitudinal beams (1) are self-supporting and warp-resistant and provided, on the side defining the enclosed area, with retaining elements (2) for a positive and/or non-positive fit with heating/cooling elements (3). Said beams are also provided with recesses (4), on the respective outer side of the area which is to be defined, for non-positive connection to flat building elements (5). The heating/cooling elements (3) are self-supporting sandwich boards with integrated pipe registers. At least one layer (6) of insulating material is disposed on the side of the heating/cooling elements (3) opposite the area-defining side. Said technical solutions are primarily required for advantageous air-conditioning.

Inventors:
KEHLE GERT (DE)
DOLZ ROLAND (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/001359
Publication Date:
November 06, 2003
Filing Date:
April 25, 2003
Export Citation:
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Assignee:
ILKAZELL ISOLIERTECHNIK GMBH (DE)
KEHLE GERT (DE)
DOLZ ROLAND (DE)
International Classes:
E04C2/52; F24D3/14; F24D3/16; (IPC1-7): E04C2/52; E04C2/38; F24D3/14; F24D3/16
Foreign References:
CH202487A1939-01-31
DE9116727U11993-11-11
DE10042048A12002-03-21
DE19636944A11997-11-20
DE29823211U11999-05-27
Attorney, Agent or Firm:
Auerbach, Bettina (Zwickau, DE)
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Claims:
Dach-, Wand-oder Deckenaufbau mit integriertem Kühl-und/oder Heizungssystem Patentansprüche
1. Dach, Wandoder Deckenaufbau mit integriertem Kühlund/oder Heizungssystem, bestehend aus profilierten Längsträgern, Kühlund Heizelementen sowie Dämmstoffschichten dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (1) freitragend und ferwindungsfrei ausgebildet sind, daß die Längsträger (1) an der den Raum begrenzenden Seite mit Halteelementen (2) für den Kraftund/oder Formschluß mit Heiz/ Kühlelementen (3) ausgestattet sind, daß die Längsträger (1) an der jeweiligen Außenseite des zu begrenzenden Raumes mit Aufnahmen (4) für den kraftschlüssigen Verbund mit flächigen Bauelementen (5) ausgestattet sind, daß die Heiz/Kumelemente (3) selbsttragende Sandwichplatten mit integrierten Rohrregistern sind daß an der der raumbegrenzenden Seite gegenüberliegenden Seite der Heiz/Kühlelemente (3) wenigstens eine Dämmstóffschicht (6) angeordnet ist.
2. Dach, Wan4oder Deckenaufbau mit integriertem Kühlund/oder Heizungssystem nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flächigen Bauelemente (5) witterungsfest ausgebildete Dachplatten oder Außenwandplatten sind.
3. Dach, Wandoder Deckenaufbau mit integriertem Kühlund/oder Heizungssystem nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flächigen Bauelemente (5) freitragende Platten für die Aufnahme des Fußbodenaufbaus sind.
4. Dach, Wandoder Deckenaufbau mit integriertem Kühlund/oder Heizungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Heiz/Kühlelement (3) und den gegenüberliegenden flächigen Bauelementen (5) mehrere unterschiedliche Dämmstoffschichten (6) angeordnet sind.
5. Dach, Wandoder Deckenaufbau mit integriertem Kühlund/oder Heizungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Dämmstoffschicht (6) mit den Heiz/ Kühlelementen (3) im flächigen Kontakt angeordnet sind.
6. Dach, Wandoder Deckenaufbau mit integriertem Kühlund/oder Heizungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Längsträgern (1) und den Heiz/ Kühlelementen (3) Dämmstoffkeile (7) angeordnet sind.
7. Dach, Wandoder Deckenaufbau mit integriertem Kühlund/oder Heizungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dänunstoffschichen (6) als Wärmeund/oder Schallschptzdämmschicht ausgebildet sind.
8. Dach, Wandoder Deckenaufbau mit integriertem Kühlund/oder Heizungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Längsträgern (1) der Positionierung der Heiz/Kühlelemente (3) dienende Fixierelemente (8) angeordnet sind.
Description:
Dach-, Wand-oder Deckenaufbau mit integriertem Kühl-und/oder Heizungssystem Die Erfindung betrifft einen Dach-, Wand-oder Deckenaufbau mit integriertem Kühl-und/oder Heizungssystem, der aus profilierten Längsträgern, Kühl-und Heizelementen sowie Dämmstoffschichten besteht. Derartige technische Lösungen werden in erster Linie für die vorteilhafte Raumklimatisierung benötigt.

Bei der bautechnischen Herstellung von klimatisierten Räumen werden die Klimatisierungseinrichtungen üblicherweise unabhängig von den Baukonstruktionen für die Raumbegrenzung realisiert.

Entweder werden Einrichtungen für die Luftumwälzung mit Heiz-und/oder Kühlregistem verbunden, oder es werden Strahlungselemente wenigstens in Teilbereichen der Raumbegrenzungskonstruktion angeordnet.

Die Nachteile dieser technischen Lösung bestehen einerseits im Erzeugen von Luftströmungen und-verwirbelungen mit der Folge eines zugigen Raumklimas und der möglichen Verteilung von Allergenen und andererseits in zusätzlichen bautechnischen Aufwendungen für die Verankerung der benötigten Strahlungselemente. Für das Integrieren von Heiz-und Kühlflächen in die raumbegrenzende Baukonstruktion konnten bislang technische Lösungen nicht breitgestellt werden.

Die Aufgabe besteht deshalb im Schaffen einer technischen Lösung, mit deren Hilfe die Mängel des bekannten Standes der Technik überwunden werden. Die angestrebte technische Lösung soll es ermöglichen, insbesondere Wand-, Dach- und Deckenkonstruktionen so auszubilden, daß die benötigten Heiz-und/oder Kühlflächen sowohl optisch als auch konstruktiv in die Wand-und Deckenkonstruktion integriert sind. Daraus sollen besonders Vorteile für die Bauzeitverkürzung, für die Aufwandsreduzierung bei der Erstellung der Raumkonstruktionen sowie für die Raumklimatisierung selbst erzielt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Danach besteht ein Dach-, Wand-oder Deckenaufbau mit integriertem Kühl-und/ oder Heizungssystem wenigstens aus profilierten Längsträgern, Kühl-und Heizelementen sowie Dämmstoffschichten.

Vorschlagsgemäß sind die Längsträger freitragend und verwindungssteif ausgebildet. Auf diese Weise wird verhindert, daß die mit den Längsträgern zu verbindenden Heiz-/Kühlelemente mit Kräften aus der Baukonstruktion belastet werden. Die Längsträger werden nun an der den Raum begrenzenden Seite mit Halteelementen für den Kraft-und/oder Formschluß mit Heiz-/Kühlelelementen ausgestattet. Die Längsträger können dabei horizontal oder bis zu 90° zur Horizontalen geneigt angeordnet sein. Damit lassen sich horizontale oder geneigte Raumdecken, senkrechte Raumwände und bedarfsweise auch geneigte Gebäudedächer gestalten. Dazu sind die Längsträger an der jeweiligen Außenseite des zu begrenzenden Raumes mit Aufnahmen für den kraftschlüssigen Verbund mit flächigen Bauelementen ausgestattet. Die flächigen Bauelemente können dabei Platten aus Beton, Metall, Holz oder Verbundwerkstoffen sein. Im Falle der Raumdeckengestaltung nehmen die flächigen Bauelemente den erforderlichen Fußbodenaufbau auf. Im Falle der Dach-oder Außenwandgestaltung sind die flächigen Bauelemente wenigstens einseitig witterungsfest ausgebildet.

Als Heiz-/Kühlelemente werden selbsttragende Sandwichplatten mit integrierten Rohrregistern eingesetzt. Vorzugsweise verwendet man dazu mit Kunststoffschäumen stabilisierte Blechkonstruktionen, die einseitig mit Rohrregistern für das einzusetzende Heiz-oder Kühlmedium ausgestattet sind.

Die wärmeleitende Verbindung der Rohrregister mit der umhüllenden Blechkonstruktion gewährleistet das flächige Abstrahlen der eingesetzten Kühl- oder Heizleistung. Die selbsttragenden Sändwichelemente können so gestaltet sein, daß sie mit den Flanschen oder Gurten der Längsträger in Verbindung stehen oder auf diesen aufliegen. Sie können jedoch auch so profiliert sein, daß die Halteelemente der Längsträger in die Stirnseiten der Heiz-/Kühlelelmente eingreifen und geschlossene Ansichten der Heiz-/Kühlflächen bilden. An der der raumbegrenzenden Seite gegenüberliegenden Seite der Heiz-/Kühlelemente wird wenigstens eine Dämmstoffschicht angeordnet.

Die flächigen Bauelemente sind bevorzugt witterungsfest ausgebildete Dachplatten oder Außenwandplatten. Alternativ dazu können die flächigen Bauelemente auch freitragende Platten für die Aufnahme des Fußbodenaufbaus sein.

Die flächigen Bauelemente werden in diesen Fällen kraftschlüssig mit den Gurten oder Flanschen der Längsträger verbunden und sind somit unverzichtbarer Teil statischen Systems.

Im Innenwandbereich ist es jedoch auch möglich, die Längsträger beidseitig mit Kühl-/Heizelementen auszustatten und zwischen ihnen wenigsten eine Dämmstoffschicht anzuordnen. In diesen Fällen können beheizte und gekühlte Räume nebeneinander angeordnet werden.

Es ist auch möglich, zwischen dem Heiz-/Kühlelement und den gegenüberliegenden flächigen Bauelementen mehrere unterschiedliche Dämmstoffschichten anzuordnen. Auf diese Weise kann bedarfsweise Wärmedämm-und Schallschutzanforderungen entsprochen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Dämmschicht mit dem Heiz-/Kühlelement im flächigen Kontakt angeordnet. Diese Anordnung der eingesetzten Bauelemente vermeidet Schwingungen und Geräusche, die von den Heiz-/Kühlelementen ausgehen könnten. Bei horizontaler oder zur Horizontalen geneigter Anordnung der Längsträger bilden die Heiz-/Kühleemente zugleich die tragende Basis für die eingesetzten Dämmstoffschichten.

Zur Sicherung besonders hoher Anforderungen an den Wärme-und/oder Schallschutz sind zwischen den Stirnseiten der Heiz-/Kühlelemente und den Längsträgern zusätzliche Dämmstoffkeile angeordnet.

Die Dämmstoffschichten und/oder-keile können sowohl für die Wärmedämmung als auch mit höheren Materialdichten und oder höherer Faserigkeit für die Lärmdämmung ausgebildet sein.

Sofern Ausführungsvarianten für das Auflegen der Heiz-/Kühlelemente auf die Untergurte oder-flansche der Längsträger gewählt werden, kommen Fixierelemente zum Einsatz, die sowohl mit den Längsträgern als auch mit den Heiz-/Kühlelementen in Verbindung stehen und formschlüssig die gewünschte Positionierung der Heiz-/Kühlelemente zwischen den Längsträgern gewährleisten.

Die Vorteile der Erfindung bestehen zusammengefaßt in der nun verfügbaren technischen Lösung für die Gestaltung von Wand-, Dach-und Deckenkonstruktionen mit integriertem Heiz-und/oder Kühlsystem.

Durch die Kopplung eines freitragenden stabilen Trägersystems mit Heiz-/ Kühlelementen können freie Spannweiten in Form von Einfeldträgerdecken realisiert werden. In Abhängigkeit von den erforderlichen Spannweiten können Trägersysteme angewendet werden, die aus Metall, Vollholz, Schichtholz oder Materialkombinationen bestehen. Die erforderliche Dämmschicht kann problemlos zusätzlich in der Raumbegrenzungskonstruktion angeordnet werden, wenn die im Heiz-/Kühlelement bereits enthaltene Dämmung für die vorgesehenen Zwecke nicht ausreicht.

Im Falle der Nutzung des Systems für Kühlzwecke wird insbesondere bei der Kühlflächenanordnung im Deckenbereich eine weitgehende Verwirbelungsfreiheit gewährleistet, da die abgekühlte Raumluft diffus in den Raum absinkt.

Durch Anordnung unterschiedlicher Materialien kann auf einfache Weise der Schallschutz mit dem Wärmeschutz verbunden werden. Ein nicht unwesentlicher Vorteil besteht weiterhin in der Möglichkeit, die Raumbegrenzungs- konstruktionen bedarfsweise ohne größere Hebezeuge zu montieren. Nahezu identisch läßt sich die Raumbegrenzungskonstruktion auch für die Gestaltung von Kühl-und Heizdächern bzw. von Gebäudewänden mit Kühl-und Heizfunktion nutzen. In diesem Fall muß lediglich die äußere Haut der raumabgewandten flächigen Elemente des konstruktiven Aufbaus witterungsfest ausgeführt sein.

In jedem Falle läßt sich das raumabgewandte flächige Element als statische Scheibe im jeweiligen Tragsystem berücksichtigen. Die zwischen den flächigen Elementen an der raumabgewandten Seite und den Heiz-/Kühlelementen einordnungsfähigen Dämmstoffschichten können bedarfsweise vielschichtig aus resonanzhemmenden, difFusionsdichten, wärme-und/oder lärmdämmenden Stoffen ausgeführt sein. Die mögliche Raumklimatisierung kann durch weitgehende Vermeidung von Luftverwirbelungen allergiefreundlich gestaltet werden.

Die Erfindung soll nachstehend mit Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In der beigefügten Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Deckenaufbau als System von Längsträgern, Heiz-/Kühlelementen, flächiges Bau- element und Dämmstoffschichten ; Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Dachaufbau als System von Längsträgern, Heiz-/Kühlelementen, flächiges Bauelement mit Witterungsschutzfunktion und mehrlagiger Dämmstoffschicht.

Ausführungsbeispiele Ausführungsbeispiel 1 : Gemäß der Figur 1 besteht ein Deckenaufbau aus Längsträgern 1, deren beiden Gurte aus Vollholz gefertigt sind. Die Untergurte sind endbehandelt, so daß sie als Sichtträger in Deckenbereich erhalten bleiben. Auf diesen Untergurten der Längsträger 1 sind Heiz-/Kühlelemente 3 aufgelegt, deren exakte Position durch Fixierelemente 8 gewährleistet wird. Die Fixierelemente 8 sind an den Obergurten kraftschlüssig befestigt. Auf den Obergurten der Längsträger 1 ist eine OSP als flächiges Bauelement 5 kraftschlüssig angeordnet, die der Aufnahme der Lasten des darauf aufgebauten Fußbodens dient. Zwischen dem flächigem Bauelement 5 und dem Heiz-/Kühlelement 3 ist raumfüllend eine Dämmstoffschicht 6 aus Hanffasern angeordnet. Zwischen den Stirnseiten der Heiz-/Kühlelemente 3 und den Längsträgern 1 sind Dämmstoffkeile 7 positioniert. Die Obergurte der Längsträger 1 dienen als Aufnahme 4 für die flächigen Bauelemente 5.

Die Untergurte der Längsträger 1 dienen als Halteelemente 2 für die Aufnahme der Heiz-/Kühlelelemente 3.

Ausführungsbeispiel 2 : Gemäß der Figur 2 ist ein Dachaufbau wie im Ausführungsbeispiel 1 durch den Einsatz von Längsträgern 1, Heiz-/Kühlelementen 3 und flächigen Bauelementen 5 gestaltet. Wegen der größeren Anforderungen an die Spannweite sind die Gurte der Längsträger 1 aus verleimten Schichtholz gefertigt. Zur Sicherung hoher Anforderungen an den Schall-und Wärmeschutz sind unmittelbar am Heiz-/ Kühlelement 3 eine hochwirksame Dämmstoffschicht 6 zum Wärmeschutz und unmittelbar am flächigen Bauelement 5 eine weitere Dämmstoffschicht 6 aus Schauglas zum Zwecke des Lärmschutzes angeordnet. Dach-, Wand-oder Deckenaufbau mit integriertem Kühl-und/oder Heizungssystem Bezugszeichenliste 1 Längsträger 2 Halteelement 3 Heiz-/Kühlelement 4 Aufnahme 5 flächiges Bauelement 6 Dämmstoffschicht 7 DämmstofReil 8 Fixierelement