-
-
Plattenförmiger Bauteil zur Eindeckung
-
von Bauwerken Die Erfindung bezieht-sich auf einen plattenförmigen
Bauteil zur Eindeckung von Bauwerken, insbesondere von Gebäudedächern oder Böschungen,
mit in wenigstens einer horizontal verlaufenden Zeile von auf der nach außen gekehrten
Bauteil fläche mündenden Lufteinlaßkanälen für die Ableitung erwärmter Luft in'das
Dachinnere.
-
Zur Ausnutzung der durch die Sonneneinstrahlung und die Umgebungsluft
auf Dacheindeckungen werden plattenförmige Bauteile verschiedener Ausführung verwendet,
mit deren Hilfe die durch die Sonneneinstrahlung und/oder die Umgebungsluft erzeugte
Wärme im Dachbereich von Gebäuden entzogen und einem geeigneten wärmetauschenden
Kreislauf im Gebäude zugeführt wird. Es ist eine Dacheindeckung bekannt (DE-OS 27
49 490), bei der brettartige Kunststoffhohlprofile verwendet werden, die mit in
Richtung der Dachneigung verlaufenden inneren Hohlkanälen zur Abfuhr der sich auf
dem Dach erwärmenden Luft versehen sind. Diese Kunststoffhohlprofile weisen ferner
bereits auf ihrer nach außen gekehrten Fldche in etwa horizontaler Anordnung auf
der nach aussen gekehrten Bauteilfläche mündende Lufteinlaßkanäle auf, die in die
Innenkanäle der Kunststoffhohlprofile münden und zur Ableitung der sich über den
Kunststoffhohlprofilen ansammelnden erwärmten Luft dienen. Diese bekannten Bauteile
der eingangs angegebenen Art sind daher lediglich zur Abfuhr und damit Ausnutzung
der sich oberhalb der Dacheindeckung erwärmenden Luft geeignet. Bei den meisten
in Mittel-und Nordeuropa herrschenden klimatischen Verhältnissen ist jedoch mit
sehr wechselhaften Witterungsverhältnissen zu rechnen, bei denen einer direkten
Sonneneinstrahlung
in häufigem Wechsel plötzliche Niederschläge
-folgen.
-
Derartige Niederschläge. führen jedoch zu einer schnellen Abkühlung
der gesamten Dacheindeckung mit ebenso schneller Verdrängung der vorher erwärmten
Luft. Die vom auf die Dacheindeckung einfallenden Regenwasser dem Dach und der Umgebungsluft
entzogene Wärme wird ungenutzt abgeleitet. Insgesamt ergibt sich daher nur eine
verhältnismäßig schlechte-Ausnutzung der durch die Sonneneinstrahlung und die Umgebungsluft
in und auf der Dacheindeckung erzeugten Wärme.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bauteil zur Dacheindeckung
der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit dessen Hilfe es ermöglicht werden
soll, zumindest in einem jeweils wählbaren unteren Bereich der Dacheindeckung die
in-der Dacheindeckung durch die Sonneneinstrahlung und die Umgebungsluft erzeugte
Wärme auch bei Niederschlägen sowie die in den -Niederschlägen selbst enthaltene
Wärme soweit wie möglich über die Dacheindeckung aufzunehmen und dem jeweiligen
Nutzkreislauf des Gebäudes zur Verfügung zu stellen, und zwar unter gleichzeitiger
weiterer Ausnutzung der Wärmeenergie der Umgebungsluft. Der Bauteil soll somit hinsichtlich
der Wärmenutzung bivalent gestaltet werden. Dies wird durch die Erfindung vor allem-dadurch
erreicht, daß bei dem eingangs angegebenen Bauteil unterhalb jeder Zeile von Mündungen
der Lufteinlaßkanäle eine im wesentlichen horizontal verlaufende Wasserauffangrinne
derart angeformt ist, daß die Lufteinlaßkanäle bei gefüllter Wasserauffangrinne
oberhalb des Wasserspiegels münden, und daß im Bereich der vom Wasser-bedeckbaren
Rinnenwandung Leitungen für ein wärmetauschendes Medium im Bauteil angeordnet sind.
Werden derartige Bauteile zumindest im hinsichtlich der Dachneigung unteren Bereich
der Dacheindeckung angeordnet, so werden diejenigen Niederschläge und insbesondere
Regenwassermengen, die nach vorhergehender Sonneneinstrahlung und Erwärmung der
Dacheindeckung
auf diese auftreffen, in den Wasserauffangrinnen aufgefangen, und es kann-deren
Wärmeenergie nunmehr durch die Leitungen für das wärmetauschende Medium dem Nutzwärmekreislauf
des Gebäudes zugeführt werden. Dies gilt sowohl für die durch, die Niederschläge
vom vorher erwärmten Dach aufgenommenen Wärmemengen wie auch für die Wärmeenergie
des N'iederschlags selbst. 'Gleichzeitig wird weiterhin über die oberhalb der jeweiligen
Wasserspiegel mündenden Lufteinlaßkanäle erwärmte Luft abgeführt, um so weit wie
möglich ebenfalls im Nutzwärmekreislauf ausgenutzt zu werden. Die hierbei mit der
Luft oberhalb der Wasserspiegel aufgenommenen Wasserdampfmengen aus der Wasserverdunstung
können innerhalb des Nutzwärmekreislaufs des Gebäudes kondensiert werden, und es
kann somit auch diesen Wasserdämpfen die Wärmeenergie entzogen werden. Somit kann
der erfindungsgemäße Bauteil zur Dacheindeckung als Absorber für Wärmeenergie angesehen
werden, bei dem die Erwärmungswirkungen der Sonneneinstrahlung, der Luft und der
Niederschläge kombiniert bzw.
-
innerhalb des Bau teils integriert sind. Der Anteil der Dacheindeckung,
der mit den Bautei'len nach der Erfindung versehen werden soll, kann nach den jeweiligen
Anwendungsverhältnissen und nach den jeweiligen baulichen Verhältnissen des Daches
gewählt werden. Die Bauteile nach der Erfindung können auf einfache Weise in der
Massenfertigung als typisierte Bauteile hergestellt werden und dabei den üblichen
Abmessungen und Gestaltungen der Bauteile für die Dacheindeckung angepaßt und somit
in die üblichen Dacheindeckungen integriert werden. Zugleich wird ein Regenwasser-Rückhalteeffekt
erzielt, der die kommunale Entsorgung entlasten kann.
-
Eine sowohl hinsichtlich der Fertigung als auch insbesondere hinsichtlich
der Funktion zweckmäßige bauliche Gestaltung des Bauteils wird in weiterer Ausbildung
der Erfindung dadurch erreicht, daß in Richtung der Dachneigung mehrere Zeilen von
Mündungen der Lufteinlaßkanäle und jeweils zugeordnete Wasserauffangrinnen abwechselnd
aufeinanderfolgend unter Zwischenschaltung jeweils eines bis zur nach außen gekehrten
Bauteil fläche vorspringenden
horizontalen Steges eingeformt sind
und die Lufteinlaßkanäle zwischen den Stegscheiteln und der dem Wasserspiegel entsprechenden
Höhe-der Rinnenwandung mündend zur nach innen gekehrten Bauteilfläche geführt sind.
Die Stege bieten einerseits weiterhin Absorberflächen für die Sonneneinstrahlung
und die Aufnahme von Wärme aus der Umgebungsluft und bilden andererseits Überläufe
für die Niederschläge und gestatten schließlich eine sehr zweckmäßige Einbringung
der Lufteinlaßkanäle mit ihren Mündungen unmittelbar oberhalb des Wasserspiegels
in den Wasserauffangrinnen. Die Anordnung der Lufteinlaßkanäle im geschilderten
Bereich gestattet eine nachträgliche einfache Einbringung dieser Kanäle durch geeignete
Bohreinrichtungen und insbesondere Mehrspindelbohreinrichtungen. Schließlich ermöglicht
die gekennzeichnete Gestaltung des Bauteils eine günstige Anordnung und Führung
der Leitungen für den Wärmetausch aus dem in den Wasserauffangrinnen gesammelten
Wasser. Mit Hilfe eines einzigen Bauteils nach der-Erfindung können mehrere Zeilen
von-Lufteinlässen und zugeordneten Wasserauffangrinnen geformt werden, so daß bereits
bei der Anordnung einer oder weniger Zeilen von Bauteilen nach der Erfindung bei
der Dacheindeckung eine verhältnismäßig große Anzahl von kombinierten Lufteinlässen
und wärmetauschenden Wasserauffangrinnen ermöglicht wird.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind auf der zum Dachinnern
gekehrten Seite des Bauteils ein oder mehrere Luftsammelkanäle eingeformt, in die
die Lufteinlaßkanäle münden. Auf diese Weise können die Bauteile selbst bereits
die erforderlichen Sammelkanäle für die in den Nutzwärmekreislauf des Gebäudes abzuführende
Luft enthalten, die dann in einfacher Weise den fortleitenden Luftkanälen der übrigen
Dacheindeckung zugeordnet werden können.
-
Für eine gezielte Ableitung des auf die Dacheindeckung einfallenden
Regen- oder Schmelzwassers können
in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung wenigstens im Boden der in Richtung der Dachneigung untersten Wasserauffangrinne
mit einer lösbaren Überlaufeinrichtung versehene Wasserablauföffnungen vorgesehen
sein, die in einen im wesentlichen horizontal verlaufenden Wasserablaufkanal im
Bauteil münden. Der Bauteil wird somit zugleich zur Ableitung des Wassers ausgenutzt,
wobei gegebenenfalls auch der Wasserablaufkanal in den Nutzwärmekreislauf des Gebäudes
für einen weiteren Wärmetauschvorgang einbezogen werden könnte.
-
Für die bauliche oder architektonische Gestaltung der Dacheindeckung
kann es zweckmäßig sein, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Bauteil
aus wenigstens zwei in horizontaler Richtung miteinander verbundenen Teilen besteht
und der wenigstens einen Abschnitt der in Richtung der Dachneigung untersten Wasserauffangrinne
bildende Bauteil als Dachüberstand ausgebildet ist. Diese Teile des Bauteils können
in der jeweils zweckmäßigen Form hergestellt und dqnn einschließlich des Dachüberstands
zu einer Baueinheit miteinander verbunden werden, so daß die gesamte Baueinheit
als Gestaltungselement herangezogen werden kann. Dabei sind zweckmäßig in den den
Dachüberstand bildenden Teil Luftführungskanäle eingeformt, die auf seiner unteren
Fläche münden. Auf diese Weise ist es möglich, den den Dachüberstand bildenden Teil
unmittelbar anzuschließen an Luftführungskanäle einer unterhalb des Dachüberstands
verlaufenden Gebäudewand mit derartigen Luftkanälen zur Wärmenutzung.
-
Von ganz besonderem Vorteil sowohl hinsichtlich der Herstellung als
auch hinsichtlich der Funktion ist es, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung
der Bauteil ganz aus einem keramischen Schaumwerkstoff, und insbesondere aus einem
keramisch gebundenden Blähtonkörper, wie er z. B. in der DE-PS 19 14 372 beschrieben
ist, geformt ist, in den die Lufteinlaßkanäle, Leitungen
fÜr das
wärmetauschende Medium, Wasserablauföffnungen und der Wasserablaufkanal eingearbeitet
sind. Ein derartiger keramischer Schaumwerkstoff bringt zunächst den besonderen
Vorteil seiner Schwindungsfreiheit mit sich, es findet im Gegensatz zu den üblicherweise
hydraulisch gebundenen Baukörpern keinerlei Umkristallisation statt, so daß diese
Schwindungsfreiheit erreicht und jede Rißbildung vermieden wird, was bei derartigen,
der Witterung ausgesetzten Gebäudebestandteilen von besonderer Bedeutung ist. Ein
derartiger keramischer Schaumwerkstoff und insbesondere ein keramisch gebundener
Blähtonkörper bietet die Möglichkeit, die erforderlichen Formungen während des Herstellungsprozesses
durchzuführen und die jeweils gewünschten Kanäle und andere offene Ausbildungen
wie die Wasserauffangrinnen durch den Einsatz einfacher Bohr-, insbesondere Mehrspindelbohr-,
und anderer Fräseinrichtungen oder dergleichen herzustellen. Ein derartiger Werkstoff
bildet ferner ein hervorragendes Substrat für jede Art von Beschichtung, sei sie
organischer, anorganischer oder auch metallischer Art, so daß der Bauteil ganz den
jeweiligen Anwendungsfällen und Wärmetauschfunktionen angepaßt werden kann. Insbesondere
können die medienführenden Oberflächen gas- und wasserdicht abgeschlossen werden,
und es bietet ferner der so hergestellte Bauteil von sich aus eine hohe Wärme- und
Schalldämmung. Rauch gegenüber den in der Atmosphäre befindlichen, insbesondere
vom Regenwasser aufgenommenen agressiven chemischen Bestandteilen bietet ein derartiger
Werkstoff hohe Beständigkeit, und zwar auch gegenüber derartigen agressiven-Einschlüssen
wie insbesondere schweflige bzw. Schwefelsäure im Kondenzwasser beim Abführen von
Wasserdampf oberhalb der Wasserspiegel. Grundsätzlich ist ein Bauteil aus dem genannten
Werkstoff höchst wirksam für den geschilderten Rückhalteeffekt des erfindungsgemäßen
Bauteils.
-
Zweckmäßig sind bei einem derartigen Bauteil in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung wenigstens die der
Wärmeaufnahme, der Wärmeübertragung
und dem Luft- und Wassertransport dienenden Flächen mit einer korrosionsbeständigen
Beschichtung versehen, die organischer, anorganischer oder auch metallischer Art
sein kann, wobei im Fall des keramischen Schaumwerkstoffs bzw. des keramisch gebundenen
Blähtons eine Keramikglasur angewandt wird, die beim Wärmeprozeß der Herstellung
mit aufgebracht bzw. nachträglich aufgesintert werden kann. Es können aber auch
thermoplastische oder elastomere Beschichtungen vorgesehen sein, je nach dem Anwendungsfall.
-
Hierdurch kann die Beständigkeit gegenüber den geschilderten Kontaminationen
und dabei insbesondere den agressiven chemischen Bestandteilen und Verbindungen
wesentlich gesteigert werden.
-
Schließlich können in den Bauteil festigkeitssteigernde Armierung
eingebettet sein, wobei diese Armierungen auch als hochfeste Beschichtungen der
zum Dachinnern gekehrten Bauteilfläche und/oder der Luftsammelkanäle ausgebildet
sein können. So ist es auch möglich, bei der Herstellung der Kanäle zugleich gebildete
weitere Bohrungen oder Kanäle mit festigkeitssteigernden Werkstoffen auszugießen
oder auszukleiden, z. B. mit hochverdichtetem Zement oder dergleichen.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus den Ansprüchen und der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung.
-
Die Zeichnung zeigt in weitestgehend schematischer, geschnittener
schaubildlicher Darstellung einen Bauteil nach der Erfindung in seiner prinzipiellen
Anordnung am Gebäude.
-
Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Bauteil in seiner Anordnung
am Gebäude, wie er zur Dacheindeckung Verwendung finden kann, und zwar einschließlich
des im folgenden noch beschriebenen Teils, der als Dachüberstand
ausgebildet
ist. Der Bauteil besteht aus einem ersten plattenförmi'gen Bauteil 1, der als Bestandteil
einer Dacheindeckung eingesetzt wird. Es ist ferner im Ausführungsbeispiel ein weiterer
Teil 2 vorgesehen, der mit dem Teil 1 fest verbunden ist und einen Dachüberstand
bildet. Die Teile 1 und 2 können über die gesamte Dachlänge nebeneinander angeordnet
werden. Ferner- ist es möglich, weitere Teile 1 oberhalb des dargestellten Teils
1 in die Dacheindeckung einzubeziehen. An den Teil 1 schließt sich nach oben hin
die weitere Dacheindeckung an.
-
Wie die Zeichnung zeigt, weist der plattenförmige Bauteil 1, 2 in
drei horizontal verlaufenden Zeilen angeordnete Lufteinlaßkanäle 3 auf, die zur
Ableitung erwärmter Luft in das Dachinnere dienen. Diese Lufteinlaßkanälen münden
jeweils auf der nach außen' gekehrten Båuteilfläche in der im folgenden beschriebenen
Weise.
-
Unterhalb jeder Zeile von Mündungen der Lufteinlaßkanäle 3 ist in
den Bauteil 1, 2 jeweils eine im wesentlichen horizontal verlaufende Wasserauffangrinne
4 derart angeordnet, daß die Lufteinl?ßkanäle 3 bei gefüllter Wasserauffangrinne
4 in der dargestellten Form oberhalb des Wasserspiegels münden. Im Bereich der vom
Wasser in der dargestellten Weise bedeckbaren Wandung Jeder Wasserauffangrinne 4
und in unmittelbarer Nähe dieser Rinnenwandungen sind Leitungen 5 für ein wärmetauschendes
Medium im Bauteil 1, 2 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind jeder Wasserauffangrinne
4 jeweils vier Leitungen 5 zugeordnet. Zur Wärmeabfuhr aus dem in den Wasserauffangrinnen
4 enthaltenen Wasser über die Bauteilwandung kann als wärmetauschendes Medium ein
Gas, inbesondere Luft, oder auch eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, Je nach
Art des verwendeten Nutzwärmekreislaufs benutzt werden.
-
Wie die Zeichnung zeigt, sind in Richtung der Dachneigung die Zeilen
der Mündungen der Lufteinlaßkanäle 3
und die jeweils zugeordneten
Wasserauffangrinnen 4 abwechselnd aufeinanderfolgend unter Zwischenschaltung jeweils
eines bis zur nach außen gekehrten Bauteilfläche vorspringenden horizontalen Steges
6 eingeformt. Die Lufteinlaßkanäle 3 sind derart geführt und angeordnet, daß sie
zwischen den Scheiteln der Stege 6 und der dem Wasserspiegel entsprechenden Höhe
der Rinnenwandung münden und sich von da aus zur nach innen gekehrten Bauteilfläche
erstrecken. Ferner sind auf der zum Dachinnern gekehrten Seite in den Bauteil ein
oder mehrere Luftsammelkanäle 7 eingeformt, in die die Lufteinlaßkanäle 3 münden,
wie die Zeichnung deutlich zeigt.
-
Im Boden der in Richtung der Dachneigung untersten Wasserauffangrinne
4 sind mit einer lösbaren Uberlaufeinrichtung, zweckmäßig einem einsetz- oder einschraubbaren
Überlaufrohr 8, versehene Wasserablauföffnungen 9 vorgesehen, von denen eine dargestellt
ist. Diese Wasserablautöffnungen 9 münden in einen im wesentlichen horizontal verlaufenden
Wasserablaufkanal 10 im Bauteil.
-
Die Zeichnung zeigt ferner, daß der dargestellte Bauteil aus zwei
in horizontaler Richtung miteinander über eine Stoßfläche 11 verbundenen Teilen
besteht. Die in Richtung der Dachneigung unterste Wasserauffangrinne 4 ist durch
beide Teile 1 und 2 gebildet. Die Wasserablauföffnung 9 und der Wasserablaufkanal
10 sind in dem unteren Teil 2 des Bauteils 1, 2 vorgesehen. Dieser Bauteil bildet
einen Dachüberstand und ist zweckmäßig ebenfalls mit Luftführungskanälen 12 versehen,
die in seinem unteren Mündungsbereich zur Aufnahme etwaiger Luftströmungen aus der
unten ansChließenden Gebäudewand dienen.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der
Bauteil 1, 2 ganz aus einem keramischen Schaumwerkstoff und insbesondere aus einem
keramisch gebundenen Blähtonkörper, in den die Lufteinlaßkanäle 3, die Leitungen
5 für das wärmetauschende Medium, die
Wasserablauföffnungen-9 und
der Wasserablaufkanal 10 durch einfaches Bohren eingearbeitet sind. Die Wasserauffangrinnen
4 können entweder bei der Herstellung des Körpers eingeformt oder auch mit Hilfe
von Fräseinrichtungen oder dergleichen in den Bauteil eingearbeitet sein. Auch di
Luftsammelkanäle 7 bzw. die Luftführungskanäle 12 können eingeformt oder durch geeignete
Einrichtungen in den Baukörper eingebracht. und eingebohrt werden. Der gesamte Bauteil
1, 2, zumindest aber die der Wärmeaufnahme, der Wärmeübertragung und dem Luft- und
Wassertransport dienenden Flächen des Bauteils 1, 2 können mit einer korrosionsbeständigen
Beschichtung versehen sein, wie einleitend beschrieben ist.
-
Es ist ferner möglich, den Bauteil 1, 2 an den jeweils geeigneten
Flächen oder Abschnitten mit festigkeitssteigernden Armierungen zu versehen, die
in den Bauteil eingebettet sein können oder als Beschichtungen der zum Dachinnern
gekehrten Bauteilfläche- und/oder der Luftsammel- und Luftführungskanäle 7 und 12
ausgebildet sein können.
-
Die Länge des Bauteils 1, 2 bzw. des Teils 1 des Bauteils kann entsprechend
dem jeweiligen Anwendungsfall und der jeweiligen Belastbarkeit der Dacheindeckung
gewählt werden, ebenso die jeweiligen Abmessungen und, die Anzahl der Lufteinlaßkanäle
3, der Wasserauffangrinnen 4 sowie der weiteren-Einformungen im Bauteil. Durch Kombination
erfindungsgemäB ausgestalteter Bauteile kann das jeweils gewünschte Rückhaltevermögen
für die Niederschläge gewählt und ebenfalls den jeweiligen Anwendungsfällen angepaßt
werden.