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DE19808084A1 - Sanierung von mehrgeschossigen Plattenbauten mit einer vorgesetzten architektonisch ansprechenden Fassade bei Nutzung neuer solarthermischer Lösung - Google Patents

Sanierung von mehrgeschossigen Plattenbauten mit einer vorgesetzten architektonisch ansprechenden Fassade bei Nutzung neuer solarthermischer Lösung

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DE19808084A1
DE19808084A1 DE19808084A DE19808084A DE19808084A1 DE 19808084 A1 DE19808084 A1 DE 19808084A1 DE 19808084 A DE19808084 A DE 19808084A DE 19808084 A DE19808084 A DE 19808084A DE 19808084 A1 DE19808084 A1 DE 19808084A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine eigengründende, selbsttragende Fassade mit Vorsatzelementen aus Leichtbeton zur Wärmedämmung mit einer eigenen architektonischer Ausdruckskraft durch Oberflächengestaltung, die aktiv mittels Beschichtung und passiv durch Formgebung erfolgt. Diese Fassade wird durch entsprechende konstruktive Gestaltung zum wesentlichen Bestandteil neuer Lösungen bei der Versorgungstechnik für Wasser, Abwasser, Be- und Entlüftung, Elektroenergie sowie der Raumklimatisierung. Diese Fassade führt in Verbindung mit der Nutzung neuer solarthermischer Dachgestaltung und der Erdfeststoffspeichertechnik zu einem neuen System der Sanierung mit Niedrigenergiehausstandard von vorhandenen Bauten speziell Plattenbauten unter Einbeziehung der solaren Energienutzung für die Beheizung der Wohnungen.
Fassaden zur zusätzlichen Wärmedämmung gibt es in den verschiedensten Ausführungen mit verschiedensten Wärmedämmaterialien einschließlich einer Hinterlüftung. Ebenso sind vorgemauerte Fassaden besonders bei kleineren Gebäuden, wie Einfamilienhäusern, üblich. Die sogenannte Hinterlüftung dient dabei besonders zur Abführung von möglicher Feuchtigkeit im Mauerwerk. Auch sind technische Lösungen beschrieben, z. B. in der OS 36 09 452, bei denen erwärmte Luft zwischen Fassade und Mauerwerk geleitet wird.
Typisch bei all den hinterlüfteten Fassaden ist ein geringer Abstand zwischen der äußeren Fassade und der inneren Wand.
Die solarthermische Energiegewinnung und ihre Speicherung in Erdfeststoffspeichern sind ebenfalls bekannt und sehr umfänglich in der PCT Patentschrift WO 97/10474 beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, aus all den beschriebenen und in der Praxis erprobten technischen Lösungen zur Wärmedämmung von Gebäuden, der Nutzung der solaren Wärmeenergie für das Beheizen von Gebäuden, der Nutzung des Erdreiches zur Wärmespeicherung und Kühlung sowie der gebäudetechnischen Versorgung mit Wasser, Abwasser, Elektroenergie, Frisch- und Abluft eine technisch vorteilhafte Lösung vorzuschlagen, die auf dem Vorhandenen aufbaut, dieses kombiniert und ergänzt und so eine neue technische Lösung für die Sanierung von vorhandenen Bauten speziell Plattenbauten darstellt.
Die erfinderische Lösung beinhaltet mehrere eigenständige technische Lösungen, die in ihrer Kombination die Vorteile dieser Erfindung bewirken.
So wird die Vorsatzfassade auf ein eigenes vorgefertigtes Fundament vor der Plattenwand (alte Fassade) aus geschoßhohen vorgefertigten Leichtbetonelementen in einem Abstand von 15-36 cm montiert und mittels Abstandhalter und Anker an der bisherigen Plattenwand fixiert.
Das Konstruktive an der beschriebenen Vorsatzfassade sind senkrechte Kanäle, in denen die Versorgungsleitungen für Wasser, Abwasser, Be- und Entlüftung, Elektroenergie entsprechend Abb. 1 aufgenommen werden. Weiter sind etagenweise von außen verschließbare, optisch nicht sichtbare Öffnungen für Montage und Reparatur der Versorgungsleitungen vorgesehen. Die Fixierung der möglichst geschoßhohen Vorsatzfassadenelemente zueinander erfolgt mittels Nut und Feder an den waagerechten und senkrechten Seiten der Vorsatzfassadenelemente.
Als Material für die vorgefertigten Leichtbetonelemente der Fassade ist Leichtbeton mit einem spezifischen Gewicht von 0,8 Mp/m3 und einem k-Wert von 0,06 vorgesehen. Die Stärke der Fassadenplatten soll 18-22 cm betragen. Die Montage am Gebäude erfolgt mit den im Baugewerbe üblichen Verfahren.
Umbau des Flachdaches in ein Satteldach mit einer Dachschräge von 3 bis 6 Grad, und Aufsetzen einer Dachfirstabdeckung, die über eine transparente halbkreisförmige Abdeckung die Sonnenstrahlen mit Hilfe eines im unteren Bereich der Dachfirstabdeckung angeordneten parabolischen Metallspiegels auf die im Brennpunkt befindlichen Metallröhren konzentriert (Sammellinseneffekt). Diese Metallröhren sind mit einer hitze- und kältebeständigen Flüssigkeit gefüllt und mit einem Wärmeaustauscher verbunden. Diese technische Lösung ermöglicht eine schnelle Erwärmung bei Sonneneinstrahlung auch im Winter. Die so gewonnene Wärmeenergie wird für die Warmwasseraufbereitung der Wohnungen und zum Aufheizen des Erdfeststoffspeichers gemäß Abb. 2 genutzt.
Ausbau des gesamten Daches als Thermosolardach. Beide Thermosolaranordnungen dienen zur Warmwasseraufbereitung und zur solaren Wärmespeicherung im Erdfeststoffspeicher. Mit dieser technischen Lösung zur Nutzung der Sonne als Energiequelle wird eine alternative umweltgerechte Energielösung zum Beheizen und der Warmwasseraufbereitung des Gebäudes geschaffen. Mit der halbkreisförmigen Dachfirstabdeckung wird darüber hinaus eine für das Gebäude anspruchsvolle Architektur des Daches erzielt.
Der Erdfeststoffspeicher zur Speicherung und Entnahme der gewonnenen solaren Wärmeenergie wird rechts und links bzw. um das gesamte zu sanierende Gebäude bei vorhandenen geeigneten geologischen Bedingungen durch das Einbringen von primären und sekundären flüssigkeitsgefüllten Schlauchsystemen und deren Abdeckung mit einer von der Fundamentsohle nach unten geneigten Wärmeabschirmung aus EPS (Styropur) oder anderen geeigneten Materialien mit einem k-Wert max. 0,2 unter Beachtung der Anforderungen gemäß PTC Patentschrift WO 97/10474 angeordnet.
Das Erdreich oberhalb der Wärmeabschirmung mit seinem Temperaturpotential von ca. 10 Grad C wird zur Kühlung der Frischluft für die Innenräume und der Wandflächen der jetzt durch Fassade und Luftzwischenschicht abgeschirmten Plattenwand genutzt, dazu werden im Erdreich flüssigkeitsgefüllte Schlauchsysteme in ca. 1,2-1,5 m Tiefe verlegt, die über Wärmeaustauscher die Frischluft für die Innenräume im Sommer kühlen sowie die an den Wänden der alten Plattenwand angebrachten Kühlschlauchsysteme mit kühlender Flüssigkeit versorgen. Wird auf diese Kühlschlauchsysteme verzichtet, ist es möglich, kühle Luft über Wärmeaustauscher zu erzeugen und in den Luftzwischenräumen zirkulieren zu lassen.
Für die Erzeugung von warmer Frischluft, die Erwärmung der alten Plattenwände über die Kühlschlauchsysteme bzw. die Erzeugung von warmer Luft zur Zirkulation in den Luftzwischenräumen werden die Wärmeaustauscher und Kühlschlauchsysteme an die sekundären Schlauchsysteme des Erdfeststoffspeichers angeschlossen bzw. auf diese umgeschaltet.
Die Abkühlung und Erwärmung der Frischluft erfolgt wie oben beschrieben über Wärmeaustauscher und wird über in der Luftzwischenschicht der Fassade installierte Kanäle in die Wohnräume geleitet, gleiches erfolgt mit der Abluft über Abluftkanäle. Die Abluft kann über eine Dachentlüftung abgeleitet oder über ein Wärmerückgewinnungssystem abgekühlt werden, und die gewonnene Wärme wird dann einem Erdfeststoffspeicher über entsprechende technische Anlagen zugeführt.
Nach der Sanierung ergibt sich folgender Wandaufbau: Vorsatzfassade aus Leichtbeton mit einem Wärmedämmwert von k = 0,18, einer Luftzwischenschicht von 18-36 cm mit Kanälen für die Versorgungsleitungen (Wasser, Abwasser, Be- und Entlüftung, Elektroenergie) und der alten Betonplattenwand als Innenwand.
Zur Klimaregulierung der Innenräume wird jetzt die als Innenwand geltende alte Betonwand über in der Luftzwischenschicht angebrachte Kühl- oder Wärmeschlauchsysteme oder durch Zirkulation von erwärmter oder gekühlter Luft erwärmt oder gekühlt und so als Strahlungswand für die Raumklimatisierung genutzt.
Die beiden Raumklimakomponenten wärmende oder kühlende Betonaußenwand des Raumes und eine temperierte und gefilterte Frischluftzuführung sowie eine darauf abgestimmte Abluftabführung schafft für diese Räume gute Bedingungen der Behaglichkeit bei minimalem Energiebedarf.
Ist wegen geologischer Bedingungen am Standort durch hohen Grundwasserstand oder drängendes Schichtenwasser die nachträgliche Errichtung eines Erdfeststoffspeichers nicht gegeben, so können an geeigneter Stelle in Nähe des Gebäudes ein thermisch isolierter Feststoffspeicher im Erdreich eingebaut und an die Thermosolaranlage angeschlossen werden. Für die Wärmebereitstellung an Stelle des Erdfeststoffspeichers und thermisch isolierter Feststoffspeicher kann auch eine entsprechende Wärmepumpenanlage mit Erdkollektor seitlich des Gebäudes als alternative Energiequelle oder konventionelle Wärmeerzeugungsanlagen möglichst in Kombination mit der Thermosolaranlage des Daches genutzt werden.
Mit dieser erfinderischen Lösung wird die Sanierung bei vorhandenen Bauten vereinfacht und die Sanierungsarbeiten vorrangig in die äußeren Gebäudeteile, wie Dach, Fassade, Fundament verlegt. Mit der eigengründenden, selbsttragenden Fassade mit Vorsatzfassadenelementen aus Leichtbeton wird es möglich, an den vorhandenen Plattenbauten hinsichtlich Formgebung und Beschichtung vielfältige Fassadengestaltungen konstruktiv und kostengünstig vorzunehmen.
Mit der Verlegung der Strangleitungen zu den einzelnen Wohnungen in den Kanalschächten der Fassade wird eine weitgehende von dem Versorgungsschächten unabhängige Raumaufteilung der Wohnungen ermöglicht. Notwendige Reparaturen, Strangerneuerungen können ohne das Betreten der Wohnungen vorgenommen werden.
Mit der erfinderischen Lösung werden weiter die Wohnqualität durch Steigerung der Behaglichkeit im Wohnbereich über eine dem Raumklima dienende Oberflächentemperatur der Außenwände in Verhindung mit einer temperierten und gefilterten Frischluftzuführung und einer darauf abgestimmten Abluftabführung erhöht.
Mit der solarthermischen Nutzung des Daches, dem Einsatz von Erdspeichertechnik und dem Fassadenaufbau sowie mit dem Einsatz von Wärmeschutzfenstern wird für diese Gebäude nachträglich ein Niedrigenergiehausstandard erreicht, der auch zukünftigen Anforderungen gerecht wird, die laufenden Betriebskosten für Heizung und Klimatisierung minimiert und so einen Beitrag zur CO2-Senkung und Vermeidung weiterer umweltschädlicher Emissionen für unsere Umwelt leistet.
Abb. 1 Außenwandschnitt,
Abb. 2 Gebäudeschnitt,
Abb. 3 Dachfirstabdeckung als Solarkollektor.
Bezugszeichenliste
1
Leicht-Beton
2
Kanal für Versorgungsleitungen
3
Abstandshalter
4
Bestehende Außenwand
5
Bestehende Innenwand
6
Dachfirstabdeckung als Solarkollektor
7
Dach mit Solarabsorber
8
Thermische Abschirmung
9
Rohrsystem für solaren Wärmetauscher
10
Fassadenfundamente
11
Wärmetransparente Abdeckung
12
Rohrsystem zur solaren Wärmegewinnung im Reflektorbrennpunkt
13
Metallreflektor
14
Rohrsystem für solaren Dachabsorber
15
Wärmeisolierung des Daches
16
Dachschräge 3-6 Grad

Claims (4)

1. Sanierung von mehrgeschossigen Plattenbauten mittels einer vorgesetzten architektonisch ansprechenden Fassade, bei Nutzung der Dachoberfläche zur solaren Wärmegewinnung, deren Speicherung in Erdfeststoffspeichern und Nutzung der gewonnenen Wärme zur Wärmeversorgung der Wohnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassade als Vorsatzfassade auf eigenem Fundament aus vorgefertigten Leichtbetonelementen aus Leichtbeton mit einem spezifischen Gewicht von 0,8 Mp/m3 und einem spezifischen K-Wert von 0,06, einer Wandstärke von 18-22 cm in einem Abstand von 18-36 cm vor der bisherigen Betonaußenwand montiert und über Abstandshalter und Anker fixiert wird.
2. Sanierung von mehrgeschossigen Plattenbauten mittels einer vorgesetzten architektonisch ansprechenden Fassade, bei Nutzung der Dachoberfläche zur solaren Wärmegewinnung, deren Speicherung in Erdfeststoffspeichern und Nutzung der gewonnenen Wärme zur Wärmeversorgung der Wohnungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitungen der Wohnungen (Wasser, Abwasser, Be- und Entlüftung, Elektroenergie) in senkrechten Kanälen der Fassadeninnenseite, also in der Luftzwischenschicht zwischen Fassade und alter Betonaußenwand von unten nach oben geführt und über waagerechte Verteilung über die alte Betonaußenwand in die einzelnen Wohnungen geführt werden.
3. Sanierung von mehrgeschossigen Plattenbauten mittels einer vorgesetzten architektonisch ansprechenden Fassade, bei Nutzung der Dachoberfläche zur solaren Wärmegewinnung, deren Speicherung in Erdfeststoffspeicher und Nutzung der gewonnenen Wärme zur Wärmeversorgung der Wohnungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Klimatisierung der Wohnräume über die Erwärmung oder Kühlung der alten Betonaußenwände mittels an der Außenseite der alten Betonwand angebrachten flüssigkeitsgefüllten Schlauchsysteme oder über in der Luftzwischenschicht zirkulierende erwärmte oder gekühlte Luft und der zweite Teil der Klimatisierung über die Zuführung der erwärmten bzw. gekühlten Frischluft und einer darauf abgestimmten Abluftabführung erfolgt.
4. Sanierung von mehrgeschossigen Plattenbauten mittels einer vorgesetzten architektonisch ansprechenden Fassade, bei Nutzung der Dachoberfläche zur solaren Wärmegewinnung, deren Speicherung in Erdfeststoffspeichern und Nutzung der gewonnenen Wärme zur Wärmeversorgung der Wohnungen, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Dach zur solarthermischen Energiegewinnung genutzt wird und längs auf der Dachscheitellinie eine Dachfirstabdeckung installiert wird, die konstruktiv eine transparente halbkreisförmige Abdeckung und einen im unteren Bereich der Dachfirstabdeckung angeordneten parabolischen Metallspiegel enthält, und der die Sonnenstrahlen auf die im Brennpunkt befindlichen Metallröhren konzentriert (Sammellinseneffekt); diese Metallröhren sind mit einer hitze- und kältebeständigen Flüssigkeit gefüllt und mit einem Wärmeaustauscher verbunden, der die so gewonnene Wärmeenergie zur Erwärmung des Warmwassers und der Heizung für die Wohnungen und zum Aufheizen eines Erdfeststoffspeichers überträgt.
DE19808084A 1998-02-20 1998-02-20 Sanierung von mehrgeschossigen Plattenbauten mit einer vorgesetzten architektonisch ansprechenden Fassade bei Nutzung neuer solarthermischer Lösung Withdrawn DE19808084A1 (de)

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