DE10027287A1 - Hohlraumdecke zur Pufferung von Temperaturänderungen - Google Patents

Abstract

In Räumen mit hohem Verglasungsanteil kommt es im Sommer durch solare Gewinne zu hohen Temperaturen. Diese sind zu reduzieren, indem entweder aktiv mit Klimaanlagen Kälte zugeführt wird oder durch Ausnutzung thermisch träger Masse die Spitzen reduziert werden. Bisher war diese Pufferung meist nur in Neubauten möglich, durch Betonkernaktivierung von Spannbeton-Hohlplatten. DOLLAR A Durch nachträglichen Einbau von luftdurchspülten Hohlraumdecken mit thermischer Koppelung an eine bestehende Decke ist es möglich, nachträglich eine Dämpfung der Temperaturamplitude zu erreichen. Dies kann in Verbindung mit einem Lüftungssystem oder mit speziellen Fenstern geschehen. DOLLAR A Besonders geeignet für Albaumodernisierung, speziell in Bürogebäuden; Ersatz von alten Klimaanlagen durch passive Systeme.

Description

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß Baustoffe hoher Dichte und hoher spezifischer Wärmekapazität geeignet sind, kurzzeitige Wärmespitzen, wie sie z. B. durch solare Einstrahlung entstehen können, abzupuffern. Dieses Prinzip wird erfolgreich bei einem schwedischen patentierten Verfahren für Neubauten mit Decken aus Beton-Hohlplatten angewandt. Diese werden mit Luft vorgewählter Temperatur durchspült. Sie können bei Bedarf angenehme Strahlungswärme/-kälte abgeben ("Termodeck"). Das Patent besteht aus einem speziellen Bohr-Verfahren, das die Kammern untereinander verbindet.

Problem

Das schwedische Patent beschränkt sich auf den Einsatz von Beton-Hohlplatten (in der Regel ausschließlich im Neubau).

Bei Altbauten (besonders Büros mit hohem Verglasungsanteil) werden im Sommer entweder hohe Temperaturspitzen in Kauf genommen oder sie werden mit Klimaanlagen heruntergekühlt. Ein Einbau einer kompletten Stahlbeton-Decke verbietet sich im allgemeinen. Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Temperaturpufferung auch bei Altbauten innerhalb einer Modernisierung/Sanierung zum Tragen kommen kann. Bei Gebäuden mit Unterdruck-Abluft-Anlage und Frischluftzufuhr über Lüftungsklappen im oberen Fensterbereich ist eine rein passive Wirkung möglich. Bei Gebäuden mit bestehender Zu- und Abluft-Anlage oder Klimaanlage ist ein Anschluß an das bestehende System möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen Fig. 1a/b die Darstellung ohne bzw. mit einer schweren Platte mit runden Lüftungshohlräumen im Anschluß an bestehenden Frischlufteinlaß im oberen Fensterbereich. Durch Abluft-Öffnungen im Türbereich, durch eine Lüftungsanlage oder durch individuelle Ventilatoren wird (besonders nachts) die kühlere Frischluft angesaugt. Diese wird durch die Hohlräume an der Decke entlang geleitet und kühlt diese und die Hohldecke aus. Tagsüber kann sie überschüssige Energie aus solarer Einstrahlung im Strahlungsaustausch aufnehmen. Die (wärmere) Luft kann dann an der Hohlraumdecke vorbeigeführt werden, so daß sie direkt einen Luftaustausch im Raum bewirkt. Abends kann die aufgenommene Wärme zeitversetzt wieder abgegeben werden.

Fig. 2a zeigt den Einsatz mit quaderförmiger Decke mit runden Lüftungshohlräumen,

Fig. 2b zeigt den Einsatz mit gewölbter Decke mit runden Lüftungshohlräumen,

Fig. 2c zeigt den Einsatz einer Hohldecke für Gebäude geringerer statischer Belastbarkeit,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Altbau-Decke mit Holzbalken und neu eingefügten Lüftungsrohren,

Fig. 4 zeigt perspektivisch den Einsatz bei Elementdecken mit Ortbeton,

Fig. 5 zeigt die Wirkung anhand einer ersten (zweidimensionalen, transienten) Simulation des Temperaturverlaufes in einer Decke. Sowohl eine geringere Temperaturamplitude als auch eine Zeitverzögerung zwischen Maximum der Außenlufttemperatur und der Betontemperatur sind ermittelt worden.

Claims (4)

1. Hohlraumdecke aus thermisch gut leitendem Material, um eine Nutzung der tragenden Decke zur Pufferung von Temperaturspitzen zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, daß sie Möglichkeiten zur Befestigung an bestehenden Decken aufweist und einen Hohlraum, durch den Luft geleitet werden kann. Je nach bestehendem Deckentyp kann diese Decke gedübelt oder geklebt werden. Je nach statisch zulässiger Last kann die Decke aus Stahlbeton, Lehm oder anderen schweren Baustoffen sein, oder aber aus leichteren thermisch leitenden Stoffen, um lediglich als Führung der Luft entlang der bestehenden Decke zu dienen (z. B. Stahl, Aluminium, Kunststoffe, . . .). Die Formen sind beliebig (z. B. glatte Decke mit quaderförmigen Platten, gewellte Decke, . . .), ausgelegt als Module im festen Raster oder als Spezialanfertigung, um auf alle auftretenden Decken-Flächen reagieren zu können. Ziel ist, die Masse im Sommer nachts vorzukühlen (bzw. u. U. auch im Winter vorzuwärmen) und thermische Spitzen abzupuffern.

2. Hohlraumdecke nach Anspruch 1, bei der innerhalb bzw. unterhalb der Hohldecke weitere Installationen z. B. Elektro- und Lichtinstallationen aufgenommen werden können. Durch geeignete Formen ist auch eine Tageslichtlenkung erreichbar. Stutzen ermöglichen den Anschluß an bestehende Lüftungsanlagen. Zur individuellen Regelung können manuelle oder motorisierte Klappen oder kleine Ventilatoren den Anteil der Luft, der durch die Decke strömt, regulieren (z. B. nachts viel, tagsüber weniger). Zur Erhöhung des Wärmeübergangs in den Hohlräumen können Rippen oder eine größere Wand-Rauhigkeit dienen.

3. Hohlraumdecke nach Anspruch 1, bei der die bestehende Decke als Holzbalkendecke ausgebildet ist. Der Zwischenraum kann mit thermisch trägem Material gefüllt werden, nachdem eine Luftleitung hineingelegt wurde.

4. Hohlraumdecke nach Anspruch 1, bei der eine neue, vorgespannte Betondecke eingesetzt wird. Auf dieser wird, nachdem eine Luftleitung gelegt wurde, Ortbeton gegossen.