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Wärmeisoliertes Gebäude, insbesondere Wohnhaus
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Die Erfindung bezieht sich auf ein wärmeisoliertes Gebäude, insbesondere
Wohnhaus, mit tragenden, eine Wärmeisolierung aufweisenden Außenwänden und einer
von den Außenwänden getragenen Dachkonstruktion mit einer wärmegedämmten Eindeckung.
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Aus Gründen der Energieeinsparung sind für Außenwände und Dacheindeckungen
Mindestwerte für die Wärmedämmung vorgeschrieben. Auf diese Weise kommt es zwar
zu erheblichen Energieeinsparungen im Verhältnis zu früher üblich gelesenen Bauweisen,
gleichwohl ist der Energieaufwand zur Beheizung der Gebäude nach wie vor erheblich.
Eine weitere Verbesserung der Wärmedämmung führt jedoch zu einem überproportional
großen
Aufwand für Wände, Decken und Dach. Darüber hinaus erhalten Waade und Dach eine
erhebliche Dicke.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zagrunde,ein wärsueisoliertes
Gebäude, insbesondere Wohnhaus, zu schaffen, das in rationeller Bauweise errichtet
werden kann und eine erhebliche Verbesserung im Hinblick auf die Wärmedämmung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenwände auf einem
Grundrahmen aus Stahl angebrachte Stahlstützen aufweisen, die an der Innenseite
mit einer Innenverkleidung versehen werden, gegen die von außen eine Funststoffschaumschicht
aufgebracht ist, in welche die Stahlstützen eingebettet sind, und auf der Außenseite
der Kunststoffschaumschicht eine Verblendschicht angeordnet ist.
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Der Stahlrahmen wird vorzugsweise mit Hilfe von Ankerplatten oder
dergleichen auf einem Fundament montiert. An dem Stahlrahmen werden, vorzugsweise
im Rasterabstand, die Stahlstützen angebracht, welche zulil einen tragende Funktion
übernehmen und zum anderen zur Befestigung der Innenverkleidung und der Kunststoffschauinschicht
dienen. Am oberen Ende werden die Stahlstützen vorzugsweise mit Hilfe eines U-förmigen
Trägers miteinander verbunden, auf dem dann Deckenbalken befestigt werden können.
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Die Stalilteile können werkstattseitig srormontiert bzw. vorbearbeitet
werten, so daß eine rasche Montage des Staillskeletts an der Baustelle möglich ist.
Die Befestigung der Verkleidung an den Stahlstützen ist ebenfalls schnell und unproblematisch
durchzuführen. Die Befestigung kann auch provisorisch sein, da die Innenverkleidung
als verlorene Schalung für die Kunststoffschaumschicht dient. Bei Verwendung zum
Beispiel von PUR-Schaum wird die Verkleidung mit Hilfe des Kunststoffschauins, der
fest mit dem Untergrund verklebt, an den Stahl stützen befestigt, so daß die unmittelbare
Befestigung an den Stützen entfernt werden kann.
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Kunststoffschaum ist bekanntlich ein außerordentlich wirksanies Wärmedämmittel,
so daß eine Dicke von zum Beispiel 120 mm eine Wärmedämmung bringt, die erst bei
ein- oder zweischaligem Mauerwerk mit einer Dicke von über 40 oder 50 cm erreicht
wird.
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Die vollständige Einschäumung der Stahlträger mit Kunststoffschaum
verhindert die Entstehung von Kältebrücken.
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Auf die Außenseite der Kunststoffschaumschicht kann in bekannter Weise
eine Verblendschicht angebracht werden, zu der übliche Bauelemente, wie zum Beispiel
Verblendklinker, Platten oder dergleichen herangezogen werden können.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stahlstützen
T-Profile aufweisen mit zum Gebäude inneren gerichteten Steg, die unten und oben
mit Kopfplatten versehen sind zwecks Montage am Grundrahmen bzw. am Deckenträger
aus Stahl. An den Stegen können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
Laschen angebracht sein zur Befestigung von Innenverkieidungsplatten. Die Befestigung
kann nach der Anbringung der Kunststoffschaumschicht wieder entfernt werden um Eältebrücken
zu vermeiden.
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Die Verwendung von T-förmigen Stützen oder Stielen hat den Vorteil,
daß nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Fenster und/oder Türrahmen gegen
die Innenseite der Querschenkel der T-Stützen anliegen und mittels der Kunststoffschaumschicht
befestgbar sind. Es versteht sich, daß der Abstand der Stahlstützen im Bereich der
Fenster- und Türöffnungen dem Maß der Fenster entspricht, wobei das Fenster bzws
Türrastermaß nicht mit dem anderen Rastermaß, das den Abstand der Stützen bestimmt,übereinstimmen
muß.Auch bei der Montage der Tür- und Fensterrahmen werden diese in Anlage an die
Querschenkel der T-Stützen nur vorübergehend festgelegt, während ihre eigentliche
Fixierung mit hilfe des Kunststoffschaums erfolgt. Auch die Leibungen für die Fenster
und Türen können in gleicher Weise befestigt werden. Fensterbänke werden vorzugsweise
auf eine in der Werkstatt vorgefertigte Anlage zwischen den T-Stützen beSestigtAucll
auf diese Weise werde
Wärme- bzw. Kältebrücken vermieden sowie
kondensatbildende Oberflächen.
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Die Dachkonstruktion weist nach einer Ausgestaltung der Erfindung
Sparren auf, (zum Beispiel Satteldach) und zwischen den Sparren sind Verkleidungsplatten
angeordnet, die als verlorene Schalung mittels einer Ifunststoff'schaumschicht befestigbar
sind. Die Befestigung der Verkleidungsplatten zwischen den Sparren gleicht der der
Innenverkleidung der Außenwände.
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Man erhält einen ähnlich einfachen Aufbau der Dacheindeckung und außerordentlich
wirksame Wärmedämmwirkungen.
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Als Heizung für ein derartiges extrem wärmegedämntes Gebäude empfiehlt
sich ein rasch regelndes System. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor,
daß im Fußboden mindestens ein Kanal freigelassen ist für die Zufuhr von Warmluft
einer Warmluftheizungsanlage. Die Warmluftheizungsanlage ermöglicht eine rasche
Beheizung und Aufrechterhaltung einer gewünschten Raumtemperatur mit geringen Temperaturschwankungen.
Sie führt gleichzeitig zu einer ausreichenden Belüftung des Gebäudes, so daß das
Öffnen der Fenster, zum Beispiel im Winter, nicht notwendig ist.
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Der Fußboden des Gebäudes ist bei der Errichtung gleich so aufgebaut,
daß mindestens ein Kanal freigelassen ist, von dem aus über Luftaustrittsöffnungen
Warmluft in die zu beheizenden
Räume eintreten kann. Vorzugsweise
sind die Austrittsöffnungen in Bereichen angeordnet, die am wenigstens wärmegedämint
sind, also zum Beispiel im Bereich der Fenster.
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Falls ein Obergeschoß existiert, führt nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung ein Zuluftschacht zum ObergeschQß, der mit einem im Obergeschoß geführten
Luftverteilungskanal verbunden ist. Der Luftverteilungskani kann zum Beispiel durch
eine entsprechende Abteilung einer sogen nannten Abseite gebildet werden. Vom Luftverteilungskanal
können Austrittsöffnungen in die zu beheizenden Räume im Obergeschoß führen Ist
das Obergeschoß in Längsrichtung unterteilt, sieht eine weitere Ausgestaltung der
Erfindung vor, daß der Luftverteilungskanal mit mindestens einem Zufuhrkanal in
der Decke verbunden ist. Auch die Decke wird bei der Errichtung des Gebäudes so
ausgeführt, daß mindestens ein ICanal freigelassen wird, der mit entsprechenden
Luftaustrittsöffnungen in den einzelnen Räumen im Obergeschoß verbunden ist.
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Es versteht sich, daß entsprechende Kanäle für die Abluft vorzusehen
sind. In diesem Zusammenhang sieht eine andere Ausgestaltung der Erfindung vor,
daß in der Decke mindestens ein Abluftkanal freigelassen ist, der mit einem Abluft
sammelkanal im Obergeschoß verbunden ist. In den einzelnen Räumen sind Abluftöffnungen
vorgesehen, die mit dem AbluStkanal
verbunden sind, der seinerseits
it dem Abluftsanimelkanal verbunden ist. Dieser kann ebenfalls von einem getrennten
Abschnitt der Abseite gebildet werden, zum Beispiel parallel zum Zuluftsammelkanal
angeordnet sein. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Abluftsammelkanal
mit mindestens einem weiteren Abluftkanal in der Decke verbunden sein, der mit Abluftöffnungen
aus dem Erdgeschoß verbunden ist. Der Abluftsammclkanal kann. mit einem zur Warmluftheizung
zurückführenden Abluftschacht verbunden sein, der zum Beispiel parallel zum Zuluftschacht
verläuft.
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Zu Belüftungszwecken ist es vorteilhaft, daß in einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung eine Abzweigung des Abluftsammel -kanals mit Außenluft verbindbar
ist. In den zur Warmluftheizung gerührten Abluftstrom wird daher eine vorgegebene
Menge Frischluft eingespeist, um eine ausreichende Belüftung der Gebäuderäume zu
gewährleisten. Die überschüssige Fortluft ist dementsprechend über die Wärmepumpe
zwecks Energierückgewinnung nach außen abzugeben.
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Wird die Decke von Deckenbalken gebildet, können nach einer weiteren
Ausgestaltung die Kanäle in den Decken jeweils zwischen den Deckenbalken verlaufen,
wobei jeweils nur ein Kanal mit einer Zuluft- oder Abluftöffnung verbunden ist.
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Auf diese Weise wird eine Schallübertragung über den Luftweg verhindert.
Die Kanäle für die Zuluft liegen iii der Decke vorzugsweise im Giebelbereich, damit
auch in diesem Bereich
die Warmluft in die Raume eintreten kann.
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Es gibt verschiedene Möglichk.eiten für die Energie zufuhr einer Warmluftheizung.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Wärme energie für die Warmluftheizung
von einer Wärmepumpe geliefert wi.rd und dem Warmeaustauscller der Wärmepumpe^Luft
zugeführt wird, die über Eatläle zwischen Warmedänimschicht und Dachhaut der Dacheindeckung
zugeführt wird.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß vor allem die südorientierte Dachfläche
zur Erwärmung der der Wärme pumpe zugeführten Warmluft herangezogen werden kann.
Zusätzlich kann ein Sonnenkollektor eingesetzt werden, um eine weitere Vorerwärmung
zu bewirken. Zwischen der Wärmepumpe und der Warmluftheizung ist vorzugsweise ein
Pufferspeicher vorgesehen, beispielsweise ein Wasserbehälter, der von der Wärmepumpe
auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Auf diese Weise kann die Wärmepumpe
mit sogenanntem kostengünstigen Nachtstrom betrieben werden.
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Bei extem niedrigen Außentemperaturen kann es vorkommen, daß der Pufferspeicher
nicht die vorgeschriebene Temperatur erreicht. In diesem Zusammenhang sieht eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein Brauchwasserwärmespeicher vorgesehen
ist, der an einen vorzugsweise elektrischen Wassererhitzer angeschlossen ist und
der Wassererhitzer über Ventile an die Zu- und Ableitung der Wärmepumpe zum Pufferspeicher
anschiießbar
ist. Auch der Brauchwasserspeicher kann von der Wärmepumpe erwHrmt werden. Kommt
eine Beheizung der Rcimne wegen ausreichender Außentemperaturen nicht in Betracht,
dient der elektrische Erhitzer zur Erwärmung des Brauchwasserspeichers. Im Falle
einer zu niedrigen Pufferspeichertemperatur kann in der beschriebenen Weise der
Warmwasser erhitzer auch zur Erwärmung des Pufferspeichers herangezogen werden,
wenn die Ventile entsprechend geschaltet werden.
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Da, wie bereits erwähnt, die Außenluft über Kanäle in der Dacheindeckung
der Wärmepumpe zugeführt werden, wird vorzugsweise der Wärmepumpe ein Ventilator
vorgeschaltet. In den Kanälen in der Dacheindeckung ist ein gewisser Druckabfall
nicht zu vermeiden. Dieser wird daher vom Ventilator überbrückt. Im übrigen lçann
die Warmluftheizung nahezu drucklos arbeiten, so daß die für den' Lüfter aufzubringende
Energie verhältnismäßig gering ist. Um auch hier eine maximale Ausnutzung der eingesetzten
Energie zu erzielen, wird der in den Lüfter eingetragene Luftstrom, der vom Wärmeaustauscher
der Heizungsanlage kommt, über den Antriebsmotor des Lüfters geführt.
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Es versteht sich, daß der oben erwähnte Pufferspeicher ebenfalls äußerst
wärmeisolierend anzuordnen ist. Ein besonders einfacher Aufbau sieht hierzu vor,
daß der Speicher aus Betonringen gebildet ist, von denen der unterste mit einer
Platte
geschlossen ist und der obere eine Abdeckung aufweist und der gesamte Aufbau in
Kunststoffschaum eingehüllt ist.
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Sogenannte Brunnenringe aus Beton sind handelsübliche Bauelemente.
Der unterste Ring wird mit geschlossenem Boden gefertigt. Die Innenseite der Ringe
bzw. des Bodens wird mit bekannten Mitteln behandelt, um eine ausreichende Wasserdichti:gkeit
zu erzielen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der untere Betonring
auf eine Platte aus Foamglas gestellt werden. Das sogenannte Foamglas ist praktisch
diffusionsdicht und bildet eine weitere Wärmedämmung.
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Auch die Abdeckung besteht vorzugsweise aus Foamglas. Es versteht
sich, daß die Zu- und Abführungen für die Wärmepumpe bzw. den Wärmeaustauscher der
Warmluftheizung vorher installiert werden bevor der Pufferspeicher eingeschäumt
wird.
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Es versteht sich, daß auch die wärmeführenden Leitungen vollständig
isoliert werden.
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Es wurde bereits erwähnt, daß die aus einem oder mehreren Räumen des
Hauses abgeleitete Fortluft in den Ansaugstrom zur Wärmepumpe geleitet werden kann,
um diesen zu erwärmen und eine Wärmerückgewinnung zu bewirken. Falls jedoch keine
W+mepumpe verwendet wird, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß
in der Dacheindeckung zwischen den Sparren und zwischen der Wärmedämmschicht und
der Außenhaut mindestens ein Strömungskanal vorgesehen ist, der mit einer Fortluftleitung
aus mindestens einem Raum des Hauses verbunden
ist. Die Fortluft
kann zum Beispiel nahe der Traufe einer Dachseite cingeleitet und in Richtung First
geleitet werden bzw. vom First wiederum in Richtung Traufe. Wird die Fortluft außerdem
über die mehr oder weniger gesamte Dachfläche geleitet, wird dadurch die Wärme ausnutzung
weiterhin verbessert, indem die Transmissionsverluste im Dach verringert werden.
Die Fortluft hat im Dach eine höhere Temperatur als die Außenseite der l"färmedämmung
Diese Temperatur wird durch die Fortluft erhöht, so daß ein geringerer Temperaturabfall
in der Wärmedänimung die Folge ist.
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Wird eine Warmluftheizung verwendet, ist es nach einer anderen Ausgestaltung
der Erfindung vorteilhaft, wenn der Kanal koplanar zur Dacheindeckung mit einer
Wärmeaustauscherfläche versehen ist zur Bildung eines Fortluftkanals und eines im
Gegenstrom betriebenen Frischluftkanals für die Warmluftheizungsanlage. Bei dieser
Ausführungsform wird die Fortluft ebenfalls vorzugsweise über das gesamte Dach geschickt.
Im Gegenstrom wird auf der gegenüberliegenden Seite des Daches Frischluft angesaugt
und fließt zur Warmluftheizungsanlage.
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Infolge Wärmeaustausch mit der Fortluft wird die Frischluft entsprechend
erwärmt, bis zu 70% der Temperatur der Fortluft.
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Auch auf diese Weise wird eine Wärmerückgewinnung erhalten.
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Als Wärme aus tauscherfläche kann zum Beispiel ein dünnes Blech, beispielsweise
aus Aluminium dienen, das zur Oberflachenvergrößerung gewellt oder geriffelt sein
kann. Im Bereich der Traufen ist vorzugsweise ein Ablauf für Kondensatwasser vorzusehe.
Dies
betrifft jedoch vorwiegend den Fortluftkanal. Die Wärmeaustauscherfläche wird ebenfalls
vorzugsweise in Polyurethanschaum gefaßt, um eine einfache und wirksame Befestigung
zu erhalten.
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Wird eine Wärmepumpe verwendet, sieht in einer weiteren Ausgestaltung
dieses Gedankens die Erfindung vor, daß eine Abzweigung des Fortluftkanals unmittelbar
mit Außenluft verbunden ist und in der Abzweigung eine steuerbare Drossel angeordnet
ist. Bei extremer Wärmedämmung und nahezu vernachlässigbaren Lüftungsverlusten,
muß dafür Sorge getragen werden, daß bei Außentemperaturen über einen vorgegebenen
Wert die Erwärmung im Haus, die etwa über Licht, Personen, Ventilatormotor ussr.
entsteht, keinen zu hohen Wert annimmt.
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Die unmittelbare Einleitung von Frischluft in das Haus bzw.
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den Ansaugkanal der Luftheizung sorgt für die ausreichende Kühlung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand voll Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Haus nach der Erfindung entlang der Linie
A-A der Darstellung nach Fig. 2 oder 3.
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Fig. 2 zeigt den Grundriß des Erdgeschosses des Hauses nach Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt den Grundriß des Obergeschosses des Hauses nach Fig.
1.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 2 entlang
der Linie B-B.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine tragende Wand des Hauses nach
Fig. 1.
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Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch das Haus nach Fig. 1 mit schematischer
Darstellung der Luftführung einer Warmluftheizung.
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Fig. 7 zeigt schematisch die Warmluftlleizung für das Haus nach Fig.
1.
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Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch einen Dachbereich in Verbindung mit
einer Warmluftheizung.
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Fig. 9 zeigt bezüglich Fig0 8 den gegenüberliegenden Dachbereich im
Schnitt.
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r.
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Fig. 10 zeigt eine Einzelheit des Dachbereichs nach Fig. 9 im Traufenbereich.
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Fig, 11 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 9
entlang
der Linie 11-11.
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Fig. 12 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform bezüglich des
Daches, ähnlich der Darstellung nach Fig. 9.
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Fig. 13 zeigt den bezüglich Fig. 12 gegenüberliegenden Dachbereich.
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Fig. 14 zeigt einen Schnitt durch das Dach nach Fig. 13 entlang der
Linie 14-14.
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Fig. 15 zeigt schematisch die Regelung für einen Dachaufbau nach den
Figuren 8 bis 11.
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Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher
eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich
oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung
ist.
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Bei dem Haus nach Fig. 1 bildet eine Betonplatte 20 das Fundament.
t?io Betonplatte 20 besitzt einen vertieften Abschnitt 21, der wannenartig ausgeführt
ist und die später noch zu beschreibende Heizungsanlage aufnimmt. Auf Sockeln
des
Fundaments 20 ist ein Stahlrahmen 22 mit Hilfe von Ankerplatten oder dergleichen
befestigt. Der Stahlralin'en kann zum Beispiel aus Doppel-T-Profilen bestehen. Hierauf
und auf die Befestigung am Fundament 20 soll nicht näher eingegangen werden.
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Im Rasterabstand sind auf dem Grundrahmen 22 im Querschnitt T-förmige
Stützen 23 befestigt, beispielsweise mit Hilfe von vormontierten Fußplatten. Die
T-Stützen 23 sind so angeordnet, daß ihre Stege ins Gebäudeinnere weisen (siehe
auch Fig. 5).
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Mit Hilfe von an den Stegen angebrachten Laschen 24 oder dergleichen
können Verkleidungsplatten 25 befestigt werden.
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Bei der Montage werden zunächst die Verkleidungsplatten 25 angebracht.Auf
diesen können Preßspanplatten 25a angeordnet sein.
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Anschließend erfolgt der Aufbau einer Schicht 26 aus Kunststoffschaum,beispielsweise
PUR-Schaum,und zwar bis zu einer Dicke,daß die T-Stützen 23 völlig eingebettet sind.
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Im Bereich von Fenster oder Türöffnurigen ist der Abstand der Stiele
23 entsprechend gewählt. In Fig. 5 ist gezeigt, wie ein Fensterrahmen 27 gegen die
Innenseite des Querschenkels der Stiele 23 angeschlagen wird. Eine Befestigung erfolgt
ebenfalls mit Hilfe des PUR-Schaums. Auch eine Fensterleibung 28 wird in gleicher
Weise befestigt. Durch die gezeigte Konstruktion der tragenden Wand wird neben einer
hervorragenden Wärmedämmung jegliche Kältebrücke und das Freiliegen kondensatbildender
Oberflächen vermieden. An der Außenseite der Wärmedämmschicht 26 wird eine Verblendschicht
29
aus geeigueten Bauelementen errichtet.Der Rasterabstand der Stiele 23 ist vorzugsweise
gleich dem Rastermaß der Verkleidungselemente 29. Die einzelnen Stiele 23 können
durch Drahtanker 23a miteinander verbunden sei, die horizontal und/ oder diagonal
gespannt sind.
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An den oberen Enden sind die Stiele 23 durch U-Profile 30 mit Schrauben
durch vorgefertigte Bohrungen miteinander verbunden.
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Die U-Profile 30 dienen als Lager für Deckenbalken, die im einzelnen
nicht gezeigt sind.
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Das unsymmetrische Satteldach ist ein sogenanntes Pfettendach mit
einer Firstpfette 31 und Fußpfetten 32, 33, Seitenwände 34, 35 bilden Abseiten 36,
37.
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Der Fußboden 38 wird durch Holzbalken gebildet, die auf dem Stahlrahmen
22 aufliegen. Auf den Holzbalken kann sogenannter Rauspund verlegt werden, auf den
eine Trittschalldämmschicht aufgebracht wird. Auf diese wird in bekannter Weise
ein schwimmender Estrich verlegt. Da der Stahlrahmen 22 auf Sockeln des Fundaments
angeordnet ist,wird auf diese Weise ein hohler Fußbodenraum 39 gebildet. Vom Fußbodenraum
39 gehen mehrere Zuluftöffnungen 4o in die einzelnen Räume im Erdgeschoß, vorzugsweise
im Fensterbereich, wie aus Fig. 2 hervorgeht.
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Die Decke 41 ist ebenfalls aus einzelnen Deckenbalken gebildet, die
an der Unterseite durch eine Verkleidung
abgedeckt sind und an.
der Oberseite durch einen geeigneten Fußboden für die Raum im Obergeschoß. In Fig.
3 sind die De ekenbalken durch. die strichpunktierten Linien 42 angedeutet.
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Die Bereiche zwischen benachbarten Deckenbalken 42 sind als Zu- bzw.
Abluftkanäle für Warmluft bzw. Abluft ausgebildet.
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Hierauf wird weiter unten noch im einzelnen eingegangen werden.
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Zunächst; sei anhand der schematischen Darstellung nach den Figuren
6 und 7 die Heizungsanlage erläutert.
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Eine Wärmepumpe 43 versorgt einen Pufferspeicher 44, in dem Wasser
als Speichermedium enthalten ist, mit Wärmeenergie, wobei in der zur Wärmepumpe
43 führenden Leitung 45 eine Pumpe 46 angeordnet ist. Die zum Pufferspeicher 44
führende Leitung ist mit 47 bezeichnet. Ein weiterer Pufferspeicher 48 dient zur
Bereitstellung von Erauchwarmwasser. Die vom Pufferspeicher 48 abführende Leitung
49 ist über eine Pumpe 50 und zwei Magnetventile 51, 52 mit der Leitung 45 verbunden.
Die zum Pufferspeicher 48 hinführende Leitung 53 ist über Ventile 54, 55 mit der
Leitung 47 verbunden. Jeweils zwischen den Ventilpaaren 51, 52 bzw. 54, 55 ist ein
Warmwassererhitzer 56 zwischen die Leitungen 49, 53 geschaltet.
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Eine vom Pufferspeicher 44 fortführende Leitung 57 führt zu einem
Wärme austaus eher 58. Eine weitere Leitung 59 verbindet den Wärmeaustausder 58
ebenfalls mit dem Pufferspeicher 44.
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Eine Überbrückungsleitung 60, die im Bereich eines Drejwegeventils
61 in der Leitung 59 in diese mündet, dient zur Temperaturregelung mit Hilfe eines
Thermostaten T1 im Erdgeschoß. Ein Lüfter 62 erhält die Saugluft über ein Filter
63 und den Wärmeaustauscher 58 und führt die Warmluft über einen geeigneten Zuluftkanal
ins Erdgeschoß bzw. Obergeschoß. Die Abluft aus den Räumen der Geschosse gelangt
in einen Abluftkanal und schließt somit den Kreislauf. Wie später noch dargelegt
wird5 sind im Dach Luftkanäle ausgebildet, durch die Außenluft zugeführt wird. Eine
Abzweigung von einem Kanal im Dach bringt Frischluft in den Abluftkanal. Dadurch
erfolgt in den Räumen von Erd- und Obergeschoß gleichzeitig eine Belüftung. Die
überschüssige Fortluft wird aus einem oder mehreren Räumen in die Kanäle für Außenluft
zurückgeleitet, wie in Fig. 7 dargestellt. Über einen der Wsirmepumpe 43 vorgeschalteten
Lüfter 64 gelangt die melu? oder weniger vorerwärmte Außenluft auf die Wärmepumpe.
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Die Wärmepumpe wird vorzugsweise im Nachtbetrieb bctrieben, um den
kostengünstigen Nachttarif auszunutzen. Zur Tageszeit erfolgt die Energieversorgung
der Warmluftheizung vom Pufferspeicher 4k, indem eine Pumpe 65 das warme Wasser
aus dem Pufferspeicher 44 über den Wärmeaustauscher 58 leitet. Der Warmwassererhitzer
56 sorgt für die Erwärmung des Brauchwasserpuffers 48 während der Nichtheizperiode.
Während der ifeizperiode kann dadurch geeignete Schaltung der Ventile 51
bis
55 die Brauchwassererwärmung ebenfalls durch die Wärmepumpe 43 stattfinden. Es ist
jedoch auch möglich, während der Heizperiode die Brauchwassererwärmung nur durch
den Wassererhitzer 56 zu bewerkstelligen. Falls die Temperatur im Pufferspeicher
einen vorgegebenen Wert unterschreitet bzw.
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die Wärmepumpe nicht für die Aufrechterhaltung dieser Temperatur wegen
extrem niedriger Außentemperaturen sorgen kann, kann der Wassererhitzer 56 auch
zur Unterstützung der Warmepumpe beitragen. Zu diesem Zweck werden die Ventile 51,
54 geschlossen oder gedrosselt und die Ventile 52, 55 geöffnet oder gedrosselt,
so daß der Warniwassererhitzer 56 das Wasser im Pufferspeicher 44 erwärmt. Ein Thermostat
T4 sorgt fiir die Temperaturregulierung im Pufferspeicher 48. Ein Thermostat T3
sorgt für die beschriebene Schaltung der Ventile, wenn die Temperatur in der Leitung
59 (Vorlauftemperatur) zum Wärmeaustauscher 58 einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
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Die Ansaugluft des Lüfters 62 wird, was in Fig. 7 nicht dar-.
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gestellt ist, über den Antriebsmotor für den Lüfter 62 geleitet, um
dessen Erwärmung ebenfalls auszunutzen.
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In Fig. 6 ist die Führung der einzelnen Luftströme der Heizung äußerst
schematisch dargestellt. Man erkennt, daß auf einer Seite des Daches bei 66 Außenluft
eintreten kann, angesaugt über den Ventilator 64 (Fig. 7). Die Außenluft überströmt
die gesamte Dachfläche und kann dabei auf der
sonnenzugewandten
Seite erwärmt werden Der Dachaufbau ist so gewählt, daß der Luftkanal m Dach unterhalb
der nur gering wärmedäimnenden Dachhaut liegt, welche beispielsweise aus Pfannen
oder dergleichen bestehen kanne Die Pfetten 31 bis 33 stützen Dachsparren, die verhältnismäßig
hoch gewählt werden. Zwischen den Dachsparren werden Verkleidungsplatten, vorzugsweise
etwas nach innen verlegt, befestigt, und zwar als verlorene Schalung mit Hilfe lösbarer
Befestigungsmittel.
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Anschließend erfolgt das Aufbringen einer Kunststoffschaumschicht,
beispielsweise PUR-Schaum. Dabei wird jedoch ein Abstand zur Unterkante Dachlatte
frei gelassen, so daß zwischen den einzelnen Sparren Luftkanäle gebildet sind Die
mehr oder weniger erwärmte Außenluft strömt in einen sich über die Länge des Hauses
erstreckenden Schacht 67 und gelangt von dort über eine Öffnung 68 zur Wärmepumpe
43.
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Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß ein Filter 69 vorgeschaltet ist. Die
aus der Wärmepumpe austretendc Luft gelangt in einen Schacht 70, von dem aus sie
über eine Öffnung 71 nach außen gelangt. Die Warmluft aus dem Lüfter 62 gelangt
zunächst in einen darüberliegenden vertikalen Schacht 72 und von dort über eine
Öffnung 73 in einen Zuluftschacht 74.
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Von diesem gelangt zum einen Warmluft in den Fußbodenraum 39, , so
daß sie über die Austrittsöffnungen 40 in die Räume im Erdgeschoß austreten kann.
Zum anderen gelangt die Warntluft aus dem Schacht 74 in einen Zuluftverteilkanal
75 in der Abseite 36 (siehe Fig. 3).Dieser erstreckt sich über die
Länge
des Hauses0 Er steht in Verbindung mit einem Zuluftkanal 76 auf der einen und einem
Zuluftkanal 77 auf der anderen Giebelseite des Hauses. Die Zuluftkanäle 76, 77 sind
über Zuluftöffnungen 15 bzw. 16 mit den einzelnen zu beheizenden Räumen verbunden.
In der Abseite 36 ist ferner ein Abluftsammelkanal 78 gebildet, der mit einer Reihe
von Kanälen 79 zwischen den Kanälen 76, 77 verbunden ist und die über Abluftöffnungen
1,2,3,4,5,6,7 und 8 mit den einzelnen Räumen oben und unten verbunden sind.Der Abluftsammelkanal
78 ist mit einem vertikalen Abluftschacht 80 verbunden, der zum Wärmeaustauscher
58 zurü ckführt.
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Da,wie bereits erwähnt, eine Abzweigung der Außenluftkanäle mit Abluft
verbunden ist (siehe Fig. 7), ist ein Verbindungs kanal 13 vorgesehen, der Außenluft
in den Abluftschacht 60 leitet. Umgekehrt ist der Zuluftsamnelkanal 75 über Anschlüsse
9, 10 und 11 mit den Kanälen für Außenluft verbunden, um die Fortluft abzutransportieren.
Auf diese Weise erfolgt ebenfalls eine Vorwärmung der Außenluft. Die Fortluft kann
zum Beispiel aus dem WO, Erdgeschoß, der Küche und dem Bad kommen.
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In Fig. 7 ist lediglich ein einziger Pufferspeicher 44 dargestellt.
Es versteht sich, daß auch mehrere verwendet werden können. In Fig. 2 sind zwei
Pufferspeicher 44a, 44b dargestellt sowie der Brauchwarnwasserspeicher 48. Die Speicher
44a, 44b und 48 können einen gleichartigen Aufbau haben. Er
kann
derart sei.n9 daß sie aus zwei übereinander angeordneten Brunnenringen bestehen,
von denen der unterste durch eine Platte geschlossen ist. Die Innenseite der Speicher
wird entsprechend mit einem wasserdichten Anstrich oder einer entsprechenden Imprägnierung
versehen. Gegen den Betonfußboden der Fundamentplatte kann eine Wärmedänmung mit
Hilfe von Soamglas erfolgen. Gegen die seitlichen Umschließungsflächen wird Kunststoffschaum
gebracht, in den die Behälter eingeschalt werden und der Hohlraum mit Schaum ausgegossen
wird. Auf die Oberseite kann ebenfalls eine Foamglasplatte mechanisch angepreßt
werden mit Hilfe eines im Schaum eingegossenen WinIs:eleisenrahmens. Die Speicher
44a und 44-b sind vorzugsweise nach dem Prinzip der kommunizierenden Gefäße gefüllt
und vorzugsweise mit einem gleich hohen Regenwasserspeicher über ein Rohr verbunden,
welches etwa 5 cm unterhalb der Oberkante endet.
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Der Heizungskreislauf für das Warmluftheizgerät enthält so wenig Wasser,
daß die Raumtemperaturregelung über das Regelventil und die Zuluft augenblicklich
geschieht, so daß eine konstante Raumtemperatur gewährleistet wird.
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Der Montageablauf zur Errichtung ds in den Figuren gezeigten Hauses
ist etwa wie erfolgt: Zunächst wird das Fundament 20 gelegt mit Ankerplatten für
den Grundrahmen 22. Anschließend erfolgt die Montage des
Rahmens
sowie seine Ausnivellierung und Verschweißung mit den Ankerplatten. Anschließend
erfolgt die Montage der T-Stützen 23 und der U-Träger 30 für die Deckenbalken. Anschließend
erfolgt die Montage der Mittelwand im Obergeschoß mit First pfette 31. Anschließend
erfolgt die Montage der Deckenbalken, der Fußpfetten 32, 33 und der Sparren. Anschließend
erfolgt die Montage der Verkleidungsplatten zwischen den Sparren und das Aufbringen
des Kunststoffschaums auf den Verkleidungsplatten, zum Beispiel in einer Dicke von
120 mm. In diesem Baustadium besteht ein von oben her dichter Bau.
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Anschließend erfolgt die Montage der Fenster und Außentüren sowie
der Innenwandverkleidung, wie oben bereits beschrieben.
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In die Innenwandverkleidung kann die Montage sämtlicher Schalter,
Steckdosen usw. erfolgen sowie die Verlegung von Kabeln, die zu einer Kabeltrasse
im Zwischenboden führen Anschließend erfolgt das Aufbringen der Kunststoffschaumschicht
26. In diesem Baustadium besteht ein völlig dichter und gegen außen wärmegedämmter
Bau. Die übrigen Bauvorgänge werden nicht mehr beschrieben, da sie allgemein bekannt
und im vorliegenden Zusammenhang nicht von Bedeutung sind.
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In den Figuren 8 bis 1Q ist ein Dach 80 dargestellt, das in ähnlicher
Weise aufgebaut ist wie das Dach nach den voranstehend beschriebenen Figuren Zwischen
den Sparren 81 sind an der Innenseite Verkleidungsplatten S2 angebracht, , die mit
Hilfe
von Polyurethan.scllaum 83 an den Sparren 81 befestigt sind. In dem Polyurethanschaum
81 sind zwei flache Kanäle 84> 85 geformt, die durch ein an den Kanten abgekantetes
Aluminiumblech 86, das in Querr:.chtung gewellt ist, voneinander getrennt sind.
Das Blech 86 bildet eine Wärmeaustauscherfläche. Es ist ebenfalls mit Hilfe des
Polyurethanschaums 83 befestigt. Es versteht sich, daß zwischen mehreren oder allen
Sparren derartige Kanäle 84, 85 gebildet werden können. Wie aus den Figuren 9 und
10 zu erkennen, ist der obere Kanal 84 iiber einen Anschluß 87 im Bereich der Traufe
mit Außenluft in Verbindung. Über einen Anschluß 88 ist der Fortluftkanal 85 ebenfalls
mit der Atmosphäre verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite des Daches 80 (siehe
Fig. 8)- wird die Fortluft zum Beispiel aus Küche und Bad über eine Leitung 89,
in der ein Ventilator 90 sitzt, in den Fortluftkanal 85 eingeleitet. Wie an den
Pfeilen zu erkennen, gelangt d:ie Frischluft im Gegenstrom zur Fortluft über den
Frischluftkanal 84 zu einer Frischluftleitung 91, in der eine Drossel 92 angeordnet
ist. Die Leitung 91 steht in Verbindung mit einem Sammler 93, in den auch die Abluft
aus dem vertikalen Abluftschacht 94 eintri.tt, Das Gemisch aus Frisch- und Abluft
gelangt zum Wärmeaustauscher für die Warmluftheizung. Deren Aufbau ist schematisch
in Fig. 15 angegeben.
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Ein Wasser enthaltender Pufferspeicher 94, der wirksam isoliert ist,
kann durch einen elektrischen Wassererhitzer 95
erwärmt werden.
Über den Pufforspeicher 94 wird mit hilfe einer Pumpe 96 ein Wärmeaustauscher 97
versorgt, über den ein Lüfter 98 erwärmte Luft in die Zuluftleitung für Erdgeschoß
und Obergeschoß einspeist. Die Rückluft gelangt als Gemisch von Frischluft und Abluft
in die Rückluftleitung 99, die über ein Filter 100 vor den Wärmeaustauscher 97 geschickt
wird. Mit der Frischluftleitung 91 bzw. dem Sammler 93 ist eine Abzweigung 101 verbunden,
die unmittelbar mit Außenluft in Verbindung steht. Inder Leitung 101 ist eine Drossel
102 angeordnet, deren Stellung durch einen Regler 103 bestimmt wird, der die Stellung
der Drossel in Abhängigkeit von einem Temperaturfühler 104 im Erdgeschoß regelt.
Steigt die Temperatur am Fühler 104 über einen vorgegebenen Wert, wird die Drossel
102 zumindest teilweise geöffnet, damit kalte Außenluft in die Rückluftleitung 99
eingeleitet werden kann, um eine Kühlung zu bewirken.
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Bei dem Dach nach den Figuren 12 bis 11S, das allgemein mit 110 bezeichnet
ist, ist zwischen den Sparren 111 ein Frischluftkanal 112 und ein Fortluftkanal
113 geformt, wobei die Kanäle 112, 113 durch eine Wärmenustauscherfläche 114 voneinander
getrennt sind, die zum Beispiel aus Aluminiumblech besteht. Das Aluminiumblech ist
mit Rippen 115 versehen, um den gleichmäßigen Abstand zur Schaumschicht 116 herzustellen.
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Außerdem ist unterhalb der Dachlatten 117 ein dritter Kanal 118 geformt.
Die Luftführung ist ähnlich der Ausführungsform
nach den Figuren
s bis 11, so daß darauf nicht mehr im einzelnen eingegangen wird. Die Fortluft aus
dem Kanal 113 wird, wie ebenfalls aus Fig. 13 hervorgeht, über den Zwischenraum
118 zwischen Verblendung und Wärmedäminung zum Mauer fuß geleitet, um auch hier
die Transmissionsverluste noch zu reduzieren. Allerdings hat sich die Fortluft bei
ihrer Strömung über das Dach bereits erheblich abgekühlt.
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Aus Fig. 12 ist zu entnehmen, daß die Fortluft aus einem Sammelkanal
119 in eine Abseite in den Fortluftkanal 113 gelangt. Der Sammelkanal 119 ist mit
einer Fortluftleitung 120 verbunden, in der ein Ventilator 121 angeordnet ist.
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Ein weiterer in der Abseite gebildeter Kanal 122 bildet einen Zuluftkanal
in der anh.and der anderen Figuren erläuterten Art und Weise. Ein dritter Kanal
123 bildet einen Abluftsatmnelkanal hin zum Warmluftgerät. In ihm wird die durch
Wärmeaustausch erwärmte Außenluft mit Abluft aus den Räumen vermischt und gelangt
in den Ansaugkanal für die Warmluftheizung.
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Der dritte Kanal 118 kann als Ansaugkanal für die Luft zur Wärmepumpe
verwendet werden, wenn eine solche eingesetzt wird.
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Es versteht sich, daß es zwecksmäßig ist, an beiden unteren Enden
des Fortluftkanals 113 bzw. 85 (Figuren 8 bis 11) Kondensatableitungen vorzusehen,
da die relativ viel Feuchtigkeit
enthaltende Fortluft im Verlauf
des Wärmeaustausches die Feuchtigkeit abgibt, die als Kondensat sich im Fortluftkanal
sammelt. In Fig. 10 ist ein derartiger Kondensatabfluß 85a dargestellt.
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- L e e r s e i t e -