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Anordnung zur Verbesserung der klimatischen Verhältnisse in Räumen
mittels an eine hohe Gleichspannung gelegter Elektroden Gegenstand der Erfindung
ist eine Anordnung zur Vcrbesserung der klimatischen Verhältnisse in Räumen unter
Verwendung von Elektroden, von denen an die im Raum oben gelegene Elektrode ein
positives bzw. an die am Boden des Raumes gelegene Elektrode ein negatives hohes
elektrisches Potential angelegt ist, so daß sich in dem Raum ein dem in der freien
Natur vorhandenen entsprechendes elektrostatisches Feld ausbildet.
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Maßnahmen und Anordnungen zur Beeinflussung der physikalischen Zustandsgrößen
der in Aufenthallsräumen enthaltenen Luft, im biologisch positiven Sinne, sind bereits
bekannt.
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Es ist auch bekannt, daß die genaue Einhaltung der lokalen optimalen
Bedingungen, hinsichtlich des Ein flusses der physikalischen Zustandsgrößen der
Luft auf das menschliche Wohlbefinden, bei längerer Aufeathaltszeit in Räumen allein
nicht ausreicht, um den Organismus vor akuten Störungen und unter Umständen vor
Dauerschäden zu bewahren. Es liegen biophysikalische Forschungsergebnisse in großer
Zahl vor, die zu erkennen geben daß selbst eine Regelung sämtlicller bekannter bzw.
der wichtigsten Klimafaktoren. zu denen die Zusammensetzung, die Temperatur der
Druck, der Feuchtigkeitsgehalt und die lokale Bewegung der Luft in Aufenthaltsräumen
sowie die Farb- und Lichtverhältnisse, im weitesten Sinne auch die Erzeugung von
Geräuschkulissen und akustischen Störungen gehören, auf die Dauer keinen ausreichenden
Schutz gegen vorzeitige körperliche und gcistige Erschöpfungserscheinungen bietet.
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Die gesundheitliche Anfälligkeit der Menschen, die sich vorwiegend
in Wohn- und Arbeitsräumen aufhalten, ist konstitutionsbedingt. Es ist jedoch bekannt,
daß unabhängig von der mehr oder weniger großen Widerstandsfähigkeit des einzelnen
Menschen gegenüber den negativen Einflüssen eines langdauernden Aufenthaltes in
Wohn- und Arbeitsräumen, die schließlich auftretenden Störungen einer ganz bestimmten
Symptomgruppe angehören und daß ein experimentell exakt nachweisbarer Zusammenhang
zwischen dieser Art von Störungen des allgemeinen Wohlbefindens und der Leistungsfähigkeit
einerseits und den luftelektrischen Verhältnissen in den Aufenlhaltsräumen andererseits,
besteht.
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Zwischen dem luftelektrischen Zustand in der freien Natur und dem
in Aufenthaltsräumen. insbesondere in modernen Stahlbetonbauten, die - physikalisch
gesehen - Faradaysche Käfige darstellen, bestehen große, meßtechnisch sehr genau
nachweisbare Unterschiede. Wenn auch die dem menschlichen Organismus auf die Dauer
schädlichen Wechselfelder,
die durch elektrische Einrichtungen aller Art erzeugt
werden, durch die Stahlarmierung weitgehend abgeschirmt werden, so stellen sich
andererseits doch nachgewiesenermaßen Störungen des allgemeinen Wohlbefindens bei
den Bewohnern dieser Bauten deshalb ein, weil innerhalb der Räume infolge der Käfigwirkung
das elektrische Feld der freien Umgebung zusammenbricht oder doch zumindest eine
Schwächung und Verzerrung erfährt. Der menschliche Organismus mit seiner entwicklungsbedingten
Einstellung und Ausrichtung auf das natürliche elektrische Milieu reagiert auf derartige,
durch die moderne Wolmtechnik bedingte Störungen der elektrischen Verhältnisse der
Bodenatmosphäre in so offensichtlicher Weise krankhaft, daß die Klimatechnik bereits
durch einige bekanntgewordene Vorrichtungen Abhilfe zu schaffen versuchte. Der Grundgedanke
bei diesen Vorrichtungen, die gewöhnlich aus einer dem Erfindungsgegenstand ähnlichen
Elektrodenanordnung bestehen, ist der Wunsch nach einer lokalen Wiederherstellung
des natürlichen elektrischen Spannungsgefälles von 100 bis 300 V/m in Bodennähe,
in den entsprechend ausgerüsteten Aufenthaltsräumen.
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Es sind auch Einrichtungen und Apparate auf dem Gebiet der physikalischen
Therapie bekannt, bei denen die statische Elektrizität als Trennmittel für Ionen
verschiedenen Vorzeichens benutzt wird, wobei z.l3. Ionen einer bestimmten Ladungsart
in stark konzentrierter Form über die Atmungswege zu Heilzwecken in den menschlichen
Körper geleitet werden.
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Kombiniert werden diese bisher bekanntgewordenen
Verfahren
meistens mit einer Flüssigkeits- oder Medikamentenzerstäubung, wobei sich nach der
Trennung der Anionen und Kationen im elektrischen Feld in einem bestimmten Bezirk
des Behandlungsraumes Ionen des gewünschten Vorzeichens an die sehr kleinen Nebeltröpfchen
anlagern, die unter Umständen bereits bei der Zerstäubung eine bestimmte Aufladung
erhalten haben.
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Zu erwähnen sind fernerhin bekanntgewordene Anordnungen zum Zwecke
der Luftreinigung unter Anwendung der statischen Elektrizität, die sich untereinander
nur durch die Höhe der benutzten Spannung, deren mehr oder weniger vollkommene Glättung
nach der Transformierung bzw. Gleichrichtung und durch rein konstruktive Merkmale
unterscheiden, jedoch vom Gegenstand der Erfindung durch die alleinige Aufgabenstellung
der Luftreinigung und durch die Kombination der Elektroden-bzw. Kondensatorplattenanordnung
mit Gebläsen u. dgl. wesentlich abweichen.
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Nach dem heutigen Stande der Wissenschaft, insbesondere nach gesicherten
Erkenntnissen der Bioklimatik und speziellen Erfahrungen der Mikrobiologie über
das Verhalten von Mikroorganismen in elektrostatischen Feldern verschiedener Stärke,
ist die künstliche Erzeugung eines Spannungsgefälles von der Größe, wie sie in der
freien Natur in Bodennähe normalerweise vorhanden ist, zur Verbesserung des Klimas
von Aufenthaltsräumen nicht ausreichend, weil die Luft bewohnter Räume sich sowohl
in ihrer Leitfähigkeit für Elektrizität als auch in der Zahl der pro Raumeinheit
enthaltenen organischen und anorganischen Partikel ganz wesentlich von der Atmosphäre
des freien Landes oder gar des Hochgebirges unterscheidet.
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Für die ohmsche Leitfähigkeit der Luft ist die Zahl der pro Raumeinheit
enthaltenen Ladungsträger sowie deren Ladungszahl und Beweglichkeit im wesentlichen
maßgebend. Es handelt sich also um eine unselbständige Elektrizitätsleitung der
Luft. Die Leitung selber wird durch Elektrizitätsträger der verschiedensten Größen
besorgt, deren Beweglichkeit vom Potentialgefälle zwischen den Elektroden, der Ladungszahl
und dem Widerstand in der Luft abhängt.
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Für diese unselbständige Elektrizitätsleitung der Luft ist in gewissen
Grenzen das Ohmsche Gesetz gültig, d. h. es besteht Proportionalität zwischen Strom
und Spannung. Für den Strom, d. h. in diesem Falle also auch für den Materietransport
zwischen den Elektroden, stellt sich jedoch in Abhängigkeit von der Zufuhr bzw.
Neuerzeugung von Trägerpartikeln und elementaren Elektrizitätsträgern, d. h. Ionen,
früher oder später ein Maximalwert ein, der auch durch eine weitere Erhöhung der
Potentialdifferenz nicht weiter vergrößert werden kann und als Sättigungsstrom bezeichnet
wird.
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Der Mechanismus dieses Vorganges in Zusammenhang mit der zuvor gemachten
Bemerkung über die Unterschiede, die zwischen der Luft der freien Atmosphäre und
der Luft in Aufenthaltsräumen bestehen, bildet die wesentliche und praktische Grundlage
für den Gegenstand der Erfindung. Hierzu ist ergänzend zu sagen, daß neben der direkten
spezifischen Wirkung des elektrischen Feldes auf den Organismus erst die gleichzeitige
Beseitigung der ionisierten Bestandteile der Luft und der in dieser enthaltenen
Partikel, die als Ionensammler und somit als nichtelementare Elektrizitätsträger
deren Trans-
port übernehmen, die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung
ermöglicht.
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In bewohnten Räumen werden naturgemäß durch thermische Dissoziation,
elektrische Funken oder UV-Strahlungsquellen pro Zeit- und Volumeneinheit wesentlich
mehr Ionen neuerzeugt als in der freien Natur, in der hierfür nur die natürliche
Radioaktivität des Bodens und die kosmische Höhenstrahlung sorgt. In gleich starkem
Maße gilt das auch für die Neuerzeugung von Partikeln, die als feinstverteilter
Staub die Luft in Aufenthaltsräumen verunreinigen.
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Durch Messungen wurde festgestellt, daß in Höhenlagen die Atmosphäre
etwa 500 Ionen pro Kubikzentimeter enthält, während in städtischen Innenräumen,
zusätzlich zu der großen Anzahl von Staubpartikeln, die Zahl der Ionen etwa 100
000 pro Kubikzentimeter erreichen kann.
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Um unter diesen, für das menschliche Wohlbefinden nachgewiesenermaßen
äußerst ungünstigen Umständen optimale Bedingungen für die Beseitigung der in der
Luft enthaltenen Ionen bzw. nichtelementaren Elektrizitätsträger zu schaffen, sind
deshalb wesentlich höhere Spannungsgefälle notwendig als in der freien Natur mit
dem dort vorhandenen wesentlich geringeren Anfall an Ionen und Staubpartikeln.
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Der Sättigungsstrom stellt sich in Aufenthaltsräumen erfahrungsgemäß
erst bei einer höher angelegten Gleichspannung ein, d. h. die künstlich erzeugten
Feldstärken müssen höher liegen als die in der freien Natur vorhandenen, falls das
Ionenmilieu im Raum auf einen optimalen, dem Hochgebirge entsprechenden Zustand
gebracht werden soll.
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Aus den dargelegten Gründen sind bekanntgewordene Anordnungen, die
lediglich in der Ausbildung der Elektroden mit dem Gegenstand der Erfindung ein
gemeinsames Merkmal aufweisen und imstande sind, ein Potentialgefälle zu erzeugen,
das maximal dem in der freien Natur vorhandenen entspricht, im Sinne der Erfindung
zugrunde gelegten Aufgabenstellung nicht funktionstüchtig.
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Experimente über die qualitativen und quantitativen Auswirkungen
verschiedener Maßnahmen bezüglich der Ausbildung, Anordnung und Polung der Elektroden
bzw. der Auslegung des Generators für die erforderliche hohe Gleichspannung haben
ergeben, daß die bekanntgewordenen Anordnungen einige wesentliche Faktoren im Sinne
der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung teilweise unberücksichtigt lassen. Die Elektroden
zur Erzeugung des elektrischen Feldes müssen so gepolt sein, daß ein Feld gleicher
Richtung entsteht, wie es in der Natur vorkommt, bzw. daß das im Innern von Aufenthaltsräumen
noch vorhandene Restfeld verstärkt wird. Die Höhe der erzeugten Feldstärke muß optimal
sein, d. h. sie muß der Feldstärke, die den Sättigungsstrom erzeugt, möglichst nahe
kommen, darf aber nicht durch eine Spannung von der Höhe erzeugt werden, die der
Ionisationsspannung entspricht. Weiterhin muß die Homogenität des elektrischen Feldes
weitgehend gewährleistet sein, d. h. daß das Feld räumlich gleichmäßig und zeitlich
konstant bzw. schwingungsfrei sein muß.
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Gemäß der Erfindung wird zur Lösung der ihr zugrunde liegenden Aufgabe
vorgeschlagen, die eingangs genannte Anordnung dadurch zu verbessern, daß nur am
Boden eine an negativem oder an der Decke des Raumes an positivem Potential liegende
Elektrode vorgesehen ist, die die Boden- oder
Deckenfläche des Raumes
weitgehend, vorzugsweise vollständig, bedeckt und deren angelegtes Potential so
hoch ist, daß der durch den natürlichen Ionengehalt der Raumluft auftretende Strom
zwischen der Decke und dem Boden dem Sättigungsstrom entspricht, die Spannung jedoch
unterhalb der Ionisationsspannung der Luft liegt. Falls die Gleichspannung durch
Transformierung und anschließende Gleichrichtung von Wechselstrom erzeugt wird,
ist nach der Gleichriclltung eine möglichst vollkommene Glättung vorzusehen. Die
Höhe der angelegten Gleichspannung richtet sich nach den örtlichen Verhältnissen.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn als Deckenelektrode eine Bleifolie verwendet wird.
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Die Bodenelektrode kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet
sein. Sie besteht beispielsweise in bekannter Weise aus einem Netz- oder Gitterwerk,
aus Metalldrähten oder aus einer elektrisch leitenden Folie oder auch aus einem
in Windungen verlegten Draht. Die Elektrode ist gut isoliert in geeignetes Isoliermatelial
einzubetten, um Berührungen mit der Elektrode zu vermeiden. Sie kann beispielsweise
unter einem Teppich ausgelegt bzw. auch mit dem Teppich verbunden sein. Im Falle
der festen Verlegung einer Bodenelektrode ist es zweckmäßig, diese, wie bekannt,
im Fußboden des betreffenden Raumes einzuuetten.
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Die Anordnung von Bodenelektroden hat den Vorteil, daß man die Raumarchitektur
störende Deckenelektroden vermeidet und trotzdem den gleichen Effekt erzielt.
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Für den Fall, daß man als Deckenelektrode eine Blcifolie verwendet,
erreicht man gleichzeitig auch noch eine gewisse Absorption radioaktiver Strahlen,
durch die die Ionisierung der Luft gefördert wird.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird also ein für Lebewesen
optimales, den günstigsten Bedingungen in der Natur entsprechendes, vollkommenes,
statisches und homogenes, elektrisches Feld hergestellt, in welchem die Lebensbedingungen
und damit die Bedingungen für eine optimale Funktion des Organismus gegeben sind.
Die durch kosmische
und radioaktive Strahlung, durch thermische Dissoziation oder
UV-Strahlung entstehenden Ionen werden an den großen Elektrodenflächen niedergeschlagen
und entladen. Der Ionengehalt der Luft wird auf den niedrigstmöglichen Wert verringert.
Als Nebenwirkung wird erreicht, daß Staub, Rauch und Gerüche sowie radioaktive Partikel
in der Atmosphäre des betreffenden Raumes infolge Anlagerung an Ionen verringert
bzw. beseitigt werden.