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DE29804095U1 - Low energy house - Google Patents

Low energy house

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DE29804095U1
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Germany
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heat
low
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energy house
temperature
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Krecke Edmond Dominique De
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Description

298 04 095.6 98XK 1070DEG298 04 095.6 98XK 1070DEG

NiedrigenergiehausLow-energy house

Beschreibung Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Niedrigenergiehaus, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a low-energy house according to the preamble of claim 1.

Mit WO 97/10 474 ist eine Energieanlage für Gebäude unter Verwendung von Solarabsorbern, Wärmetauschern und Wärmespeichern bekannt geworden, um ein Gebäude bei Bedarf passiv zu erwärmen oder zu kühlen. Die Außenwände enthalten hauptsächlich ein innere Betonschicht und ein äußere Dämmstoffschicht (neben Putzschichten), und die Wärmeenergie wird der Massivwand zugeführt, die nahezu so warm ist wie der Innenraum. Um die Vorgaben des Frauenhofer-Institutes bzw. der Wärmeschutzverordnung (Deutschland) für sogenannte "Null-Energie Häuser" zu erfüllen, wäre es wünschenswert, Niedertemperaturenergie (unterhalb der Raumtemperatur) zur Heizungszwecken einsetzen zu können.WO 97/10 474 has disclosed an energy system for buildings using solar absorbers, heat exchangers and heat storage to passively heat or cool a building as required. The outer walls mainly contain an inner concrete layer and an outer insulation layer (in addition to layers of plaster), and the heat energy is fed into the solid wall, which is almost as warm as the interior. In order to meet the requirements of the Fraunhofer Institute or the Thermal Insulation Ordinance (Germany) for so-called "zero-energy houses", it would be desirable to be able to use low-temperature energy (below room temperature) for heating purposes.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Gebäudekonstruktionen anzugeben, um Niedertemperaturenergie (unterhalb der Raumtemperatur) zu Heizungszwecken einzuspeisen.The invention is therefore based on the object of specifying building structures in order to feed in low-temperature energy (below room temperature) for heating purposes.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund des Anspruches 1 gelöst und durch die weiteren Merkmale der abhängigen Ansprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.The stated problem is solved on the basis of claim 1 and is designed and developed further by the further features of the dependent claims.

Bei der Erfindung wird die Niedertemperatur eines Wärmespeichers in die Kernzone der Betonaußenwände eingeleitet. In Außenmauermitte hat die Temperatur einen Wert unterhalb der Raumtemperatur, so daß durch Anhebung der Kerntemperatur ein Wärmestau ausgelöst werden kann, der zuIn the invention, the low temperature of a heat accumulator is introduced into the core zone of the concrete outer walls. In the middle of the outer wall, the temperature is below room temperature, so that by raising the core temperature, a heat build-up can be triggered, which leads to

einer Erhöhung der Innentemperatur führt, obwohl die zugeführte Temperatur ("Vorlauftemperatur") unterhalb der Raumtemperatur liegt.leads to an increase in the indoor temperature, although the supplied temperature ("flow temperature") is below the room temperature.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:The invention is described with reference to the drawing.

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein NuIl-Energie-Haus. Fig. 1 shows a schematic cross-section through a zero-energy house.

Fig. 1 zeigt ein Haus mit einem Teil der Einrichtungen, wie sie in WO 97/10 474 beschrieben sind, sowie zusätzliche Klimatisierungseinrichtungen, die in das bestehende Haus systemintegriert sind.Fig. 1 shows a house with part of the facilities as described in WO 97/10 474, as well as additional air conditioning facilities system-integrated into the existing house.

Das Gebäude 1 weist Außenwände 2 auf, die eine äußere Wärmedämmschicht 3, eine innere Wärmedämmschicht 4 und eine Kernzone 5 als tragende Betonwand umfassen. Das Dach 6 umfaßt eine Tragkonstruktion 7, eine Dämmschicht 8 und eine Dachhaut 9, die aus Dachziegeln oder anderen bekannten Dachmaterialien aufgebaut sein kann und möglichst dunkel sein sollte. Unterhalb der Dachhaut 9 sind Wärmeabsorber 10, beispielsweise in Nuten der Dämmschicht 8 oder zwischen der Konterlattung oder zwischen der angeordnet. Das Haus besitzt eine Bodenplatte 11, die hier aus Gründen vereinfachter Darstellung niveaugleich mit dem Gelände gezeichnet ist. Von dieser Bodenplatte 11 schräg nach außen und in den Boden hineinführend ist eine Wärmedämmschicht 12 gezeigt, die unterhalb des Gebäudes 1 einen sogenannten geothermisehen Wärmespeicher 2 0 gegenüber dem umgebenden Erdreich 21 abgrenzt. Hier erfolgt Wärmestau der aufsteigenden geothermischen Energie infolge des Gebäudes 1. Der Wärmespeicher 20 umfaßt einen zentralen Bereich 22 höherer Temperatur, begünstigt durch Zufuhr von Wärme an dieser Stelle. Es werden 20 0C und mehr dauerhaft erreicht. Im Einzelnen sind Fluidfördereinrichtungen einschließlich von Verbindungsleitungen 13 von dem Solarabsorber 10 zuThe building 1 has external walls 2 which comprise an external thermal insulation layer 3, an internal thermal insulation layer 4 and a core zone 5 as a load-bearing concrete wall. The roof 6 comprises a supporting structure 7, an insulation layer 8 and a roof covering 9 which can be constructed from roof tiles or other known roof materials and should be as dark as possible. Heat absorbers 10 are arranged beneath the roof covering 9, for example in grooves in the insulation layer 8 or between the counter battens or between the. The house has a floor slab 11 which is drawn here at the same level as the ground for reasons of simplified representation. A thermal insulation layer 12 is shown leading diagonally outwards from this floor slab 11 and into the ground, which separates a so-called geothermal heat accumulator 20 below the building 1 from the surrounding soil 21. Here, heat accumulation of the rising geothermal energy occurs as a result of the building 1. The heat storage 20 comprises a central area 22 of higher temperature, favored by the supply of heat at this point. 20 0 C and more are permanently reached. In detail, fluid conveying devices including connecting lines 13 from the solar absorber 10 to

Wärmetauscherschlangen 14, 15 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Temperatur im Solarabsorber 10 beschickt werden.Heat exchanger coils 14, 15 are provided, which are fed depending on the temperature in the solar absorber 10.

Das Frischluft-Abluft-System 30 umfaßt eine Frischluftleitung 31 und eine Abluftleitung 32, die zu einem Wegeventil 3 3 führen. Diese Leitungen führen vorteilhaft an der Süd-West Außenwand des Gebäudes gegebenenfalls bis über das Dach, um Frischluft in das Gebäude nachströmen zu lassen, die gegebenenfalls über die Metallfrischluftleitung von der Sonne angewärmt wird, und um die Abluft abzuführen. Man kann diesen Leitungen ein charakteristisches Gepräge verleihen, in der Art eines Warenzeichens für ein klimatisiertes "Null-Energie-Haus". Das Wegeventil 33 besitzt zwei Etagen 34 und 35 pro Absaugbereich (Wohnung, Haus, Gebäudeflügel), wovon die Etage 34 der Verteilung von Frischluft und die Etage 3 5 der Verteilung von Abluft zugeordnet ist. Bei dieser Zuordnung wird die Abluft über die Leitung 32 abgeführt und die Frischluft über die Leitung 31 der Etage 34 zugeführt. Von diesen Etagen 34, 35 führen Erdrohrleitungen 36 bzw. 37 in das Erdreich 21, wobei diese Erdrohrleitungen 36, 3 7 über Rohrwanddurchführungen ineinandergeführt sind, d.h. Rohrschleifen bilden, die vorteilhaft um das Haus über die Wärmedämmschicht 12 herum führen.The fresh air-exhaust air system 30 comprises a fresh air line 31 and an exhaust air line 32, which lead to a directional valve 33. These lines advantageously run along the south-western outer wall of the building, possibly up to the roof, in order to allow fresh air to flow into the building, which may be warmed by the sun via the metal fresh air line, and to remove the exhaust air. These lines can be given a characteristic character, like a trademark for an air-conditioned "zero-energy house". The directional valve 33 has two floors 34 and 35 per extraction area (apartment, house, building wing), of which floor 34 is assigned to the distribution of fresh air and floor 35 to the distribution of exhaust air. With this assignment, the exhaust air is discharged via line 32 and the fresh air is supplied to floor 34 via line 31. From these floors 34, 35, underground pipes 36 and 37 lead into the ground 21, whereby these underground pipes 36, 37 are led into one another via pipe wall ducts, i.e. they form pipe loops which advantageously lead around the house over the thermal insulation layer 12.

Von den Etagen 34 und 35 führen ferner Warmspeicherleitungen 38 und 39 in den zentralen Bereich 22 des Wärmespeichers 20 hinein, und zwar werden auch diese Rohrleitungen ineinandergeführt, wie dies hinsichtlich der Rohrleitungen 36, 37 der Fall ist.Furthermore, hot storage pipes 38 and 39 lead from the floors 34 and 35 into the central area 22 of the heat storage unit 20, and these pipes are also led into one another, as is the case with the pipes 36, 37.

Von den Etagen 34, 35 führen schließlich eine Frischluftraumleitung 40 und eine Abluftsaugleitung 41 ins Innere des Gebäudes. Die Frischluftleitung weist Frischlufteinlässe 42 im Bereich der Fußleisten und die Abluftsaugleitung AbluftSaugöffnungen 43 nahe der DeckenFinally, a fresh air room line 40 and an exhaust air suction line 41 lead from floors 34 and 35 into the interior of the building. The fresh air line has fresh air inlets 42 in the area of the skirting boards and the exhaust air suction line has exhaust air suction openings 43 near the ceilings.

auf. Diese AbluftSaugöffnungen sind mit Rückschlagventilen oder -klappen versehen, um im Falle des Lüftens des jeweiligen Raumes das Abluftsystem abzukoppeln. Angepaßt an die Größe, die Art und die Luftbelastung des jeweiligen Raumes sind Sätze von Festblenden vorgesehen, wovon eine passende Größe in die Frischluftabzweigung des jeweiligen Raumes eingesetzt wird, um den zugeführten Strom der Frischluft zu kalibrieren.These exhaust air intake openings are equipped with check valves or flaps to disconnect the exhaust air system when the respective room is ventilated. Sets of fixed baffles are provided, adapted to the size, type and air load of the respective room, of which a suitable size is inserted into the fresh air branch of the respective room in order to calibrate the flow of fresh air supplied.

In Fig. 1 ist noch schematisch ein Sauggebläse 67 als Absaugeinrichtung eingezeichnet, das hinsichtlich der Leitung 32 wirksam ist und die Abluft nach außen drückt. Dadurch entsteht ein Unterdruck im Gebäude 1, der ständig Außenluft durch Fugen an Fenstern und Türen nach innen nachströmen läßt. Da diese Fremdluft nicht durch das Frischluft-Abluft-System 30 im Winter erwärmt wird, ist man bestrebt, die Türen und Fenster mit möglichst geringen Abdichtungsverlusten auszubilden. Bei Null-Energiehäusern werden nicht offenbare, rahmenlose Fenster bevorzugt. Dem Sauggebläse 67 ist ein Stellglied, z.B. Potentiometer, zugeordnet, das im Inneren des Gebäudes 1 angeordnet ist und über eine Steuerleitung die Drehzahl des Gebläses 67 zu regulieren ermöglicht. Damit kann der Luftstrom nach den augenblicklichen Bedürfnissen eingestellt werden.In Fig. 1, a suction fan 67 is also shown schematically as an extraction device, which is effective with regard to the line 32 and pushes the exhaust air outwards. This creates a negative pressure in the building 1, which constantly allows outside air to flow inwards through gaps in windows and doors. Since this external air is not heated by the fresh air-exhaust air system 30 in winter, efforts are made to design the doors and windows with as little sealing loss as possible. In zero-energy houses, non-opening, frameless windows are preferred. The suction fan 67 is assigned an actuator, e.g. a potentiometer, which is arranged inside the building 1 and enables the speed of the fan 67 to be regulated via a control line. This allows the air flow to be adjusted according to current requirements.

Im Inneren eines bewohnten Hauses gibt es Wärmequellen (Küchenherd, Lampen, elektrische Geräte u.a.), deren Heizkraft in der Größenordnung derInside an inhabited house there are heat sources (cooker, lamps, electrical appliances, etc.) whose heating power is in the order of magnitude of the

Transmissionswärmeverluste liegen, wenn die Dämmstoffdicke der Schichten 3 und 5 bei 25 Zentimeter liegen und k-Werte von 0,14 W/m2K erreicht werden. Bei der für Mitteleuropa seltenen Außentemperatur von -16 0C und einer Temperaturdifferenz von 40 0C bzw. 38 0C bzw. 32 0C zwischen innen und außen errechnet sich eine Kerntemperatur von + 4,5 0C bzw. + 3,5 0C bzw. + 0,4 0C, wenn Schichtdicken von 12 cm innen und 13 cm außen gewählt werden. Bei Schichtdicken von 10 cm innen und 15 cm außen werdenTransmission heat losses are when the insulation thickness of layers 3 and 5 is 25 centimeters and k-values of 0.14 W/m 2 K are achieved. At an outside temperature of -16 0 C, which is rare in Central Europe, and a temperature difference of 40 0 C or 38 0 C or 32 0 C between inside and outside, a core temperature of + 4.5 0 C or + 3.5 0 C or + 0.4 0 C is calculated if layer thicknesses of 12 cm inside and 13 cm outside are selected. For layer thicknesses of 10 cm inside and 15 cm outside,

Kerntemperaturen von + 7,6 0C bzw. + 6,4 0C bzw. 2,85 0C erreicht. Aus dem Bereich des Wärmespeichers 20 führen Fluidleitungen 15 in diese Kernschicht 5, die bei 16 schematisch angedeutet sind. Das Erdreich hat in Mitteleuropa in 2 m Tiefe eine Temperatur zwischen + 7 0C und + 9 0C. Durch die Anlage des Wärmespeichers 20 wird eine höhere mittlere Temperatur erreicht, wegen der Geothermik und weil diesem Wärmespeicher im Sommer Energie zugeführt wird. Demgemäß kann der Kernschicht 5 Wärme aus dem Speicher 20 zugeführt werden, um diese auf + 9 0C bis + 15 0C aufzuwärmen. Dadurch entsteht in der Außenwand 2 ein Wärmestaueffekt, der sich für das Innere des Gebäudes mit verringertem Heizbedarf bemerkbar macht und die Innentemperatur erhöht.Core temperatures of + 7.6 0 C, + 6.4 0 C and 2.85 0 C are achieved. Fluid lines 15 lead from the area of the heat accumulator 20 into this core layer 5, which are indicated schematically at 16. In Central Europe, the ground at a depth of 2 m has a temperature of between + 7 0 C and + 9 0 C. By installing the heat accumulator 20, a higher average temperature is achieved due to geothermal energy and because energy is supplied to this heat accumulator in summer. Accordingly, heat from the accumulator 20 can be supplied to the core layer 5 in order to heat it up to + 9 0 C to + 15 0 C. This creates a heat build-up effect in the outer wall 2, which is noticeable for the interior of the building with reduced heating requirements and increases the interior temperature.

Die in der Kernschicht 5 verlegten Fluidleitungen 16 können im Sommer Wärme über die Schlangen 15 an den Wärmespeicher 2 0 abgeben. Das gleiche gilt hinsichlich der Solarabsorber 10, die vorzugsweise mit dem Kernbereich 22 des Wärmespeichers 20 in Verbindung stehen, um dort überschüssige Wärme abzuladen.The fluid lines 16 laid in the core layer 5 can release heat to the heat storage unit 20 via the coils 15 in summer. The same applies to the solar absorbers 10, which are preferably connected to the core area 22 of the heat storage unit 20 in order to discharge excess heat there.

Mit der Erfindung wird Wärmeenergie mit einer Temperatur unterhalb des zu heizenden Raumes nutzbar eingesetzt, was bisher unmöglich erschienen ist.The invention makes it possible to use thermal energy at a temperature below that of the room to be heated, which previously seemed impossible.

Claims (2)

SchutzansprücheProtection claims 1. Niedrigenergiehaus mit folgenden Merkmalen:1. Low-energy house with the following features: ein am oder unter Dach (6) untergebrachter Solarabsorbera solar absorber located on or under the roof (6) (10) ;(10) ; ein unterhalb oder seitlich neben dem Gebäude (1) angeordneter Wärmespeicher (20);
Fluidfördereinrichtungen einschließlich von Verbindungsleitungen (13) zwischen dem Solarabsorbera heat storage unit (20) arranged below or to the side of the building (1);
Fluid conveying devices including connecting lines (13) between the solar absorber (10) und dem Wärmespeicher (20);
Außenwände (2) des Gebäudes (1) mit einer Außendämmschicht (3), einer Innendämmschicht (4) und mit einer Kernzone (5) als tragende Betonwand; Fluidleitungen (16) in der Kernzone (5), die mit dem Solarabsorber (10) und dem Wärmespeicher (20) verbunden sind, um den Außenwänden (2) in Kälteperioden Niedertemperaturwärme zuzuführen.(10) and the heat accumulator (20);
External walls (2) of the building (1) with an external insulation layer (3), an internal insulation layer (4) and with a core zone (5) as a load-bearing concrete wall; fluid lines (16) in the core zone (5) which are connected to the solar absorber (10) and the heat accumulator (20) in order to supply low-temperature heat to the external walls (2) during cold periods. 2. Niedrigenergiehaus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidleitungen (16) der Kernzone (5) mit den Außenzonen des Wärmespeichers (20) verbindbar sind, um den Außenwänden (2) im Sommer Wärme zu entziehen und dem Speicher (20) zuzuführen.2. Low-energy house according to claim 1, characterized in that the fluid lines (16) of the core zone (5) can be connected to the outer zones of the heat accumulator (20) in order to extract heat from the outer walls (2) in summer and supply it to the accumulator (20). . Niedrigenergiehaus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendämmschicht (3) etwas dicker als die Innendämmschicht (4) gewählt ist, um die Niedertemperaturwärme an optimaler Stelle hinsichtlich der von innen nach außen fallenden Temperaturkennlinie einzuspeisen.. Low-energy house according to claim 1 or 2, characterized in that the outer insulation layer (3) is selected to be slightly thicker than the inner insulation layer (4) in order to feed the low-temperature heat at an optimal location with regard to the temperature characteristic curve falling from the inside to the outside. . Niedrigenergiehaus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernzone (5) als Betonschicht mit Einlagen ausgebildet ist und daß die Taupunktzone innerhalb dieser Betonschicht gelegt ist.. Low-energy house according to one of claims 1 to 3, characterized in that the core zone (5) is designed as a concrete layer with inserts and that the dew point zone is placed within this concrete layer.
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