DE3511071A1

DE3511071A1 - Vakuumisolierte raumzelle

Info

Publication number: DE3511071A1
Application number: DE19853511071
Authority: DE
Inventors: Friedrich 5600 Wuppertal Hensberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-27
Filing date: 1985-03-27
Publication date: 1986-10-02

Description

Vakuumisolierte Raumzelle
Die Erfindung bezieht sich auf vakuumisolierte Raumzellen mit extrem gutem Wämeisolationsuermögen,die zu Wohn-Arbeits-und Freizeitgebäuden zusammengeschlossen bzw zusammengestellt werden können und deren extrem gute Wärmeisolierung auch in unseren geografischen Breiten wirtschaftliche energïeautarke Gebäudenutzungen ermöglicht.
Die bekannten Vakuumwärmeisolierungen für Gebäude betreffen und beziehen sich nicht auf Raumzellen,sondern beziehen sich auf Flächenelemente oder ganz umkleidete Gebäude.Bei Vakuumisolierungen aus Flächenelementen läßt sich,wegen der Eältebrücken an den Stoßstellen,keine extrem wirksame Wärmeisolierung für Gebäude erreichen,während bei Gebäuden'die eine umschließende Vakuumwärmeisolierung haben'die Wärmedehnspannungen in der äußeren Oberfläche,die durch Sonneneinstrahlungen entstehen'nicht beherschbar sind.Außerdem ist bei einer umschließenden Vakuumwärmeisolierung eine zentrale 3auelemente-Fertigung weitgehend beschränkt und schwierig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu runde,extrem gut det wärmeisolierende Raumzellenfeingangs erwähnten Art zu schaffen, bei denen die bekannten Nachteile der Vakuumwärmeisolierungen für Gebäude vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß eine etwa wohnraumgroße Raumzelle dadurch gebildet wird,daß die Innenwände,der Boden und die Decke der Raumzelle aus 3mm bis lOmm dicken Metallplatten bestehen, die dauerhaft und vollständig luftdicht an ihren Kanten miteinander verschweißt sindtwobei die Metallplatten nur im Bereich von Türen,Fenster, Wasser- bzw AbwasserleitungenLuftzuführungen und sonstlgen Versorgungsleitungen nennenswerte Durchbrüche aufweisen. Auf diese Metallplatten sind auf der raumabgewandten Seite in Abständen von etwa 3Omm bis 400mm voneinander möglichst ausreichend stabile ,extrem gering wärmeleitende,abstandshaltende Stützen aufgebracht,deren Stützlängen etwa 3Omm bis 300mm betragen.Auf die von den Metallplatten abgewandten Enden der Stutzen sind auf die Stützenden aufliegende,ausreichend dauerfeste Außenmetallplatten angebracht,die an den zusammenstoßenden Kanten dauerhaft luftdicht verschweißt sind und nur L wanzen entsprechenden Stellen für Türen,Fenster und leitungen Durchbrüche aufweidenDie Durchbrüche an den Fenster-,Türen-und Leitungsstellen sind durchAMetallstreifen,die mit den inneren Metallplatten und den Außenmetallplatten dauerhaft luftdicht verschweißt sind,luftdicht abgeschlossen,wobei die Metallstreifen möglichst geringe wärmeleitende Eigenschaften besitzen. Der Zwischenraum zwischen den inneren Metallplatten und de Außenmetallplatten ist ein Vakuum'daß mit,sich möglichst in den Ebenen zu den Metallplatten erstreckenden'dünnen'gering strahlungswärmedurchlässigen Isolierstoff-Fasern,mit etwa einem 1 % bis 10 %-tigen Raumausfüllungsgrad'gefüllt ist.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrleben*Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einenQuerschnittsausschnitt in Fensterhöhe an der Stoßstelle zweier vakuumisolierter Raumzellen und beinhaltet alle wesentlichen Merkmale dieser Erfindung.
Ein etwa wohnraumgroßer Innenraum 16 ist von etwa 10mm dicken Metallplatten 1 aus Baustahl umschlossen und die Kanten dieser Netallplatten 1 sind miteinander dauerhaft'vollständig luftdicht verschweißt.Dle Metallplatten 1 sind an den Stellen, wo Türen,Fenster und Versorgungs- bzw Entsorgungsleitungen vorgesehen sind'mit entsprechenden Durchbrüchen versehen.Awf diese Metallplatten 1 sind in aus Metall bestehenden Sockeln 4 fest eingepreßte Stützen 3 mit Klebstoff 5 befestigt.Dle Sockel 4 sind als Sinterteil'Stanzteil oder Drehteil gefertigt.
Die Stützen 3 sind dünnwandige,kaltverfestigie Röhrchen aus Invarstahl mit einem äußeren Durchmesser von etwa 6 mm,einer Wandstärke von etwa 0,5 mm und einer Länge von etwa 150 mm.
Auf einem Quadratmeter Vakuumfläche sind etwa 20 Stück Stützen 3 in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet Als Klebstaff 5 ist Sekundenkleber mit höheren Festigkeitseigenschaften geeignet.Auf de Sockel 4 der Stützen3,die den Metallplatten 1 gegenüberliegen sind Außenmetallplatten 2 angeordnet und an ihren Kanten dauerhaft'vollständig luftdicht miteinander verschweißt und gegenüber den entsprechenden Aussparungen der Metallplatten 1 ebenfalls mit Aussparungen sersehen*Die Außenplatten 2 sind etwa 3 mm dick und bestehen aus gut schweißbarem nichtrostenden Stahl höherer Festigkeit.
Die Aussparungen in den Metallplatten 1 und den Außenmetallplatten 2 sind'mit gering wärmeleitenden Metallstreifen 6 bzw Metallrohren 9 durch dauerhaftes und vollständiO luftss dichtes Verschweißen,uerschloBBen,Als Werkstoff für die Metallstreifen 6 sei nichtrostender gut schweißbarer Stahl verwendet.In dem Raum zwischen den Metallplatten 1 und den Außenmetallplatten 2 ist ein Vakuumm 14 erzeugt,indem sich ein Faserstoff 8 befindet,dessen Fasern dünn und gering strahlungsdurchlässig sind und sich weitgehend parallel zu den Metallplatten 1 bzw Außenmetallplatten 2 erstreckenAls Faserstoff 8 sei hier z.B. schwarz eingefärbte Steinwolle auf Basaltbasis vorgesehen,deren mittlere Faserdicke etwa 0,01 mm beträgt.Der Raumausfüllungsgrad des Faserstoffes 8 ist her mit etwa 5 % gewählt,In dem Raum zwischen den Metallplatten 1 und den Außemaetallplatten 2 ist ein 99,8 46-tPges Vakuum 14 erzeugt.
Die Raumzellen sind nebeneinander angeordnet undlseltlich außen sowie oben, durch ein dauerelastisches Profilelement 15 gegen das Eindringen von Regenwasser und Schnee,zwischen den Stoßflächen der nebeneinanderliegenden Raumzellen,abdichtend geschützt.Das Profilelement 15 ist mit einem geeigneten Kleber 11 an den Stoßstellen der Raumzellen fest und dicht verbunden.
An den zwischen den Raumzellen vorhandenen Türöffnungen, sind zum Abdichten der entstehenden Fugen,elastische Dichtelemente 10 angeordnet.
Dieses Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist nur ein Beispiel.Es sind noch viele weitere und sehr weit abweichende Ausführungen dieser Erfindung möglich.
Mit dieser Erfindung vakuummisolierte Raumzelle wird in erster Linie erreicht,daß die'aus diesen Raumzellen gebildeten Gebäude einen extrem geringen Wärmebedarf haben'der etwa nur 3 % bis 10 % heutiger Gebäudewärmebedarfe entspricht.Dieser extrem geringe Gebäudewärmebedarf ermöglichtsda.: man zB.
Wohngebäude mit einfachen Mitteln und mit geringem technischen Aufwandt,auch in unseren geografischen Breiten,leicht nur mit Sonnenenergie versorgen kann,was bis heute von allen anerkannten Energiefachleuten für nicht möglich gehalten wird.
So wird mit dieser Erfindung- eine Voraussetzung geschaffen, den Weltenergiebedarf weitgehend und wirtschaftlich mit Solarzellenenergie decken zu können.
Daneben führt diese Technik der vakuumisolierten Raumzellen zu einer extrem guten Schallisolierung,insbesondere zwischen den Raumzellen.Weitere positive Merkmale'bei entspechender Auslegung der vakuumisolierten Raumzellenssind: Sehr gute Sicherheiten gegenüber Sturm->Brand-,Wasser-,Erdbeben- undVerwitterungsschädigungen,sowie lange Lebensdauern der Gebäude'sehr geringer Wartungsaufwandt und weitestgehende Recyclingfähigkeit der Raumzellenbaumaterialien.
Außer der Verwendung der vakuumisolierten Raumzellen für Wohn-, Arbeits- und Freizeitgebäude besteht die Möglichkeit ihrer wohlfeile Verwendung als Wärmespeicher und Kühlräume,weil hierbei jeweils der extrem geringe Wärmedurchgang durch die,die vakuumisolierten Raumzellen umschließenden'Wände'enorm Energie sparend wirkt.
Besugszeichenliste 1 Metallplatte 2 Außenmetallplatte 3 Stütze 4 Metallsockel 5 Klebstoff 6 Metallstreifen 7 Dämmelement 8 Faserstoff 9 Metallrohr 10 Dichtelement 11 Klebemittel 12 Fensterrahmen 13 Fensterscheibe 14 Vakuum 15 Profilelement 16 Innenraum - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Vakuumisa1lerte Raumzelle, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein etwa wohnraumgroßer Innenraum 16 durch etwa 3mm bis 1Omm dicke Metallplatten 1 umschlossen ist, die an den zusammenstoß enden Kanten dauerhaft,vollständig luftdicht miteinander verschweißt sind und daß die den Innenraum 16 umschließenden Metallplatten 1 im wesentlichen nur Durchbrüche im Türen-Fenster- und Leitungsbereich aufweisen und daß auf den raumabgewandten Seiten der Metallplatten 1 etwa in Abständen von 30mm bis 400mm zueinander ausreichend stabile, gering wärmeleitende ,abstandshaltende Stützen 3 aufgebracht sind und daß in etwa 30mm bis 300mmAbstand zu den,den Innenraum 16 umschließenden Metallplatten 1,Außenmetaliplatten 2'aufliegend auf die entsprechend langen,abstanishaltenden Stützen 35angebracht sind'die an ihren Kanten dauerhaft und vollständig luftdicht miteinander verschweißt sind und im wesentlichen nur Durchbrüche im Türen-,Fenster- und leitungsbereich aufweisen,wobei die entsprechenden Durchbrüche der Metallplatten 1 und Außenmetallplatten 2 im Türen-Fenster- und Leitungsbereich durch ausreichend stabile,gering wärmeleitende Metallstreifen 6 bzw dünne,ausreichend stabile Metallrohre 9 verschlossen sind,dle Jeweils dauerhaft und vollständig luftdicht mit den inneren Metallplatten 1 und den Außenmetallplatten 2 verschweißt sind und daß zwischen den Metallplatten 1 und den Außenmetallplatten 2 ein dauerhaftes Vakuum 14 hergestellt ist,in dem sich ein Faserstoff mit einer etwa 1%-tigen bis 1OXo-tigen Raumausfüllung befindet.

2. Vakuumxlsolierte Raumzelle nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e nn z e i c h ne t ,daß die inneren Metallplatten 1 und die Außenmetallplatten 2 zur Versteifung Profilierungen oder Verrippungen aufweisen können.

3. Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 und 2 d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t ,daß sich die Fasern des Faserstoffes 8'zwischen den inneren Metallplatten 1 und den Außenmetallplatten 2,im wesentlichen in den Bbenenrichtungen der Metallplatten 1 erstrecken.

4* Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die Fasern des Faserstoffes 8 zwischen den inneren Metallplatten 1 und den Außenmetallplatten 2 einen geringen Querschnrtt aufweisen, gering wärmeleitende Eigenschaften haben und nur geringfügig strahlungsdurchlässig sind.

5. Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die Fasern des Faserstoffes 8 zwischen den inneren Metallplatten 1 und den Außenmetallplatten 2 aus dünnen Steinwolle- oder Glaswollefasern bestehen,die weitestgehend lichtundurchlässig eingefärbt sind.

6. Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h II e t sodaß die inneren Metallplatten 1 aus Baustahl von etwa 1Omm Dicke bestehen.

7. Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 6 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die Außenmetallplatten 2aus etwa 3 mm dickem,nichtrostenden, gut schweißbarem Stahl höherer Festigkeit bestehen.

8. VakuumEisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 7 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die Metallstreifen 6 im F enster- und Türbereich aus gut schweißbarem und nichtrostendem Stahl bestehen und eine etwa kreisbogenförmige Krümmung zum Vakuum 14 hin aufweisen 9* Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüclien 1 bis 8 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die gering wärmeleitendenyabstandshaltenden Stützen 3 aus Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff bestehen 10 Vakuumisolerte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 9 d a d u r c h g e k e n n z e i C h n e t tdaß die gering wärmeleitenden'abstandshaltenden Stützen 3 aus gering wärmeleitenden Metallen bestehen 11* Vakuumisollerte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 8 und 10 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t.,daß die gering wärmeleitenden,abstandshaltenden Stützen 3 aus ausreichend stabilen'dünnen und dünnwandigen Invarstahlrohren bestehen, die jeweils an ihren beiden Enden in Metailsockel 4 fest eingespannt sind.

12. Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 11 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daB die Stützen 3 bzw Metallsockel 4 auf die inneren Metallplatten 1 mit einem geeigneten Klebstoff 5 aufgeklebt sindw 13 Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 12 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß zur regenwasserdichten Verbindung der Raumzellen untereinander ein dauerhaft flexibles Profilelement 15 auf die Fugen an den Stoßstellen der Raumzellen fest und dicht aufgeklebt wird.

14* Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 13 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die vakuumisolierte Raumzelle auch als Wärmespeicher ausgeführt und genutzt werden kann.

15. Vakuumisolierte Raumzelle nach den Ansprüchen 1 bis 13 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die sakuumisolerte Raumzelle auch als Kühlraum ausgeführt und genutzt werden kann.