Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebäude mit einer Überdruck-Lüftungs- oder Klima-Anlage, mit doppelwandigen
Fassadenelementen, der Aussenwände in einem Abstand von den Innenwänden angeordnet sind, wobei im Bereich des einen horizontalen Randes der Fassadenelemente in deren
Innenwand eine Durchlassöffnung für Fortluft und im Bereich des anderen horizontalen Randes der Fassadenelemente in deren Aussenwand eine Ausblasöffnung für die Fortluft vorge sehen ist, wobei die beiden Öffnungen über den Zwischenraum zwischen Innen- und Aussenwand in Verbindung stehen.
Es hat sich gezeigt, dass der Energieaufwand zum Lüften oder Klimatisieren solcher Gebäude sehr gering ist, was mit der Verwendung der besonderen Fassadenelemente im
Zusammenhang steht. In der Tat wird bei diesen der Zwi schenraum zwischen der Innenwand und der Aussenwand durch die auszustossende Fortluft fortwährend bestrichen und nach dem Austritt der Fortluft durch die Ausblasöffnung wird das Fassadenelement durch diese Fortluft stets überblasen, so dass das Aussenklima vom Innenklima stets von zwei ausseror dentlich wirksamen Konvektionssperren getrennt ist.
Während diese sehr wirksame Isolation - bei mit verglasten
Fensteröffnungen versehenen Fassadenelementen werden auf das ganze Fassadenelement bezogene Wärmedurchgangszahlen k von nur 0,3 bis 1 kcal/m2hs erreicht - gerade bei Aussentem peraturen im Bereiche des Gefrierpunktes oder darunter sich ganz besonders auffällig auswirkt, zeigen sich bei ausgeprägten
Temperaturgefällen Erscheinungen, die geeignet sind, die bezüglich Wärmehaushalt besonders günstigen Eigenschaften solcher Gebäude zu beeinträchtigen. Diese Erscheinungen hängen mit der Kondensation der Feuchtigkeit der Fortluft zusammen, sobald diese in direktem Kontakt mit der Aussen luft sehr schnell auf deren Temperatur abgekühlt wird.
Man bedenke beispielsweise, dass bei einer Innentemperatur von 25OC und einer relativen Feuchtigkeit von 50% der Wasserge halt der Luft etwa 10 g/kg Trockenluft beträgt, während bei
Lufttemperaturen von OoC der der Sättigung (relative Feuch tigkeit 100%) entsprechende Wassergehalt etwa bei 4 g/kg
Trockenluft liegt. Es gelangen also beim Ausstossen der Fort luft erhebliche Mengen Wasser zur Kondensation, was bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen zur Ver eisung ganzer Fassadenteile und mithin zur Beeinträchtigung der Eigenschaften deren Elemente führt.
Der Erfindung liegt nun das Bestreben zugrunde, ein
Gebäude der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem solche Kondensationserscheinungen ganz allgemein bei gegen über der Innentemperatur niedrigeren Aussentemperaturen praktisch nicht mehr auftreten.
Zu diesem Zweck wird ein Gebäude der eingangs genannten
Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäss dadurch gekenn zeichnet ist, dass die Strömungsquerschnitte der Durchlassöff nung, der Ausblasöffnung und des Zwischenraumes derart aufeinander abgestimmt sind, dass die im Zwischenraum für das Ausstossen der Fortluft durch die Ausblasöffnung wirk same Druckdifferenz kleiner ist als die Differenz der Wasser dampfteildrucke im Inneren des Gebäudes und im Aussen raum bei einer gegenüber der Aussentemperatur höheren
Innentemperatur.
Man hat festgestellt, dass bei einer solchen Abstimmung der
Masse der Strömungsquerschnitte der Durchlass- und der
Ausblasöffnung sowie des Zwischenraumes aufeinander die gefürchtete Kondensation auf der Aussenseite der Fassade nicht auftritt. Man ist zur Zeit geneigt, diese überraschende
Erscheinung damit zu erklären, dass die für die Luftströmung im Zwischenraum wirksame Durckdifferenz, die kleiner ist als die Differenz der Wasserdampfteildrucke im Inneren des
Gebäudes und im Aussenraum, eine derart niedrige Strö mungsgeschwindigkeit zur Folge hat, dass die Feuchtigkeit der
Luftbewegung in Richtung des geringeren Wasserdampfteildruckes, der Luftströmung vorauseilend, abwandert und mithin eine mit dem im Zwischenraum zurückgelegten Weg der Fortluft zunehmende Trocknung derselben bewirkt.
Damit weist die Fortluft im Augenblick ihres Austrittes durch die Ausblasöffnung stets bereits einen so geringen Wassersgehalt auf, dass es nicht mehr zur Kondensation kommt.
Diese Erscheinung wird noch begünstigt durch das Verhältnis der Diffusionsgeschwindigkeiten von Wasserdampf in Luft und umgekehrt, das bekanntlich umgekehrt proportional zur Wurzel des Molekulargewichtes der beiden Gase ist. Für Luft beträgt des mittlere Molekulargewicht 28,98 und für Wasserdampf (gasförmiges Wasser) 18. Daraus ergibt sich, dass die Diffusionsgeschwindigkeit von Wasserdampf in Luft etwa 1,3 mal so gross ist als jene von Luft in Wasserdampf.
Um den von aussen an örtlich begrenzten Stellen auf das Gebäude wirksamen Drücken, z. B. Wind- oder Schalldruck, begegnen zu können, ist es zweckmässig und vorteilhaft, die Ausblasöffnung mit einer auf einen plötzlichen Anstieg des Aussendruckes ansprechenden Rückschlagklappe zu versehen, die den Strömungsquerschnitt der Ausblasöffnung verringert.
Dadurch wird die Ausströmgeschwindigkeit der Fortluft beim Auftreten äusserer Druckspitzen schlagartig erhöht und die Fortluft erhält dadurch, trotz der bescheidenen statischen Druckdifferenz im Zwischenraum, einen Impuls, der imstande ist, die momentan sich an der Aussenwand des Gebäudes auswirkenden Druckspitzen zu überwinden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil der Fassade eines mit vorfabrikzierten Fassadenelementen aufgebauten Gebäudes und
Fig. 2 in grösserem Masstab ein Detail der Fig. 1.
In Fig. 1 sind zwei Bodenplatten 10, 11 zu erkennen, an die fassadenseitig ein mit 12 bezeichnetes Fassadenelement anstösst. Das Fassadenelement 12 ist doppelwandig ausgeführt und weist eine Innenwand 13 sowie eine Aussenwand 14 auf, zwischen denen ein Zwischenraum 15 frei bleibt, der beispielsweise zur Aufnahme einer gestrichelt eingezeichneten Lamellenstore 16 dienen kann. Die Innenwand des Fassadenelementes besitzt eine mit einer Scheibe 17 verglaste Fensteröffnung
18 und die Aussenwand eine mit einer Doppelverglasung 19 verschlossene Fensteröffnung 20. Am oberen Ende ist das Fassadenelement 12 mittels Bolzen 21 an der oberen Bodenplatte 10 befestigt und an ihrem unteren Ende ruht das Fassadenelement auf einem in der Bodenplatte 11 verankerten hakenartigen Stützprofil 22 auf.
Von dem zwischen den Bodenplatten 10, 11 sich befindlichen Raum 23 führt eine schlitzförmige im Bereich der Unterseite der Bodenplatte 10 in der Innenwand 13 des Fassadenelementes ausgebildete Durchlassöffnung 24 in den Zwischenraum 15 zwischen der Innenwand und der Aussenwand, während längs des gegenüber liegenden, horizontalen Randes des Fassadenelementes 12 in dessen Aussenwand 14 eine vom Zwischenraum 15 in die Umgebung führende Ausblasöffnung 25 vorgesehen ist. Es ist zu beachten, dass sowohl die Durchlassöffnung 24 als auch die Ausblasöffnung 25 sich praktisch über die gesamte Länge des Fassadenelementes, d. h. in der zur Zeichnungsebene rechtwinklig stehenden Dimension erstrecken.
Aus dem Gesagten geht hervor, dass bei einem Überdruck im Raume 23 stets eine Strömung von der Durchlassöffnung
14 durch den Zwischenraum 15 hindurch zur Ausblasöffnung 25 entsteht. Allerdings stellt sowohl die Durchlassöffnung 24 als auch die Ausblasöffnung 25 eine Drosselstelle dar, die dazu führt, dass die im Zwischenraum 15 wirksame Druckdif ferenz erheblich kleiner ist als das Druckgefälle zwischen dem Raum 23 und dem um das Gebäude herrschenden Aussendruck. Der Zwischenraum 15 ist im Bereich der an die Bodenplatte 11 anschliessenden Brüstung 26 der Innenwand 13 und der Brüstung 27 der Aussenwand 14 mit Platten 28 eines schalldämmenden Materiales ausgekleidet.
Ausserdem sind am unteren Ende des Zwischenraumes 15 an den Brüstungen 26 und 27 zwei Uförmige Profile 29, 30, ebenfalls aus schalldäm- mendem Material derart angeordnet, dass der Schenkel des einen Profiles 30 zwischen die Schenkel des anderen Profiles 29 greift. Dadurch entsteht noch vor der Ausblasöffnung 25 eine weitere Drosselstelle, so dass das Druckgefälle im Zwischenraum noch verkleinert wird. Ausserdem bilden die beiden Profile 29 und 30 eine sehr wirksame Isolation gegen Schallschwingungen, die durch die Ausblasöffnung 25 eintreten und die Scheibe 17 zum Mitschwingen anregen könnten.
Wie besonders aus Fig. 2 hervorgeht, verläuft die Ausblasöffnung vom Zwischenraum 15 her treppenförmig nach unten und weist zwei lotrecht verlaufende, in bezug aufeinander versetzt angeordnete Abschnitte 31 und 32 auf. Zwischen diesen beiden Abschnitten ist eine bei 34 angelenkte Rückschlagklappe 33 aus einem biegsamen, gummiartigen Material vorhanden, die sich über die ganze Länge der AusblasöffnunE 25 erstreckt. In der Rückschlagklappe 33 sind, wie bei 35 angegeben, Öffnungen vorhanden, die verhüten, dass der gesamte Strömungsquerschnitt der Ausblasöffnung 25 beim Schliessen der Rückschlagklappe 33 verschlossen wird.
Vielmehr wird durch das Schliessen der Rückschlagklappe 33 der Strömungsquerschnitt der Ausblasöffnung 25, der im wesentlichen durch den Strömungsquerschnitt der Abschnitte 31 und 32 gegeben ist, schlagartig auf das Mass der Öffnungen 35 reduziert. Dadurch ergibt sich zumindest um Bereich der Öffnungen 35 eine erhebliche Erhöhung der Durchflussgeschwindigkeit, so dass die Strömung aus dem Zwischenraum 15 heraus, trotz des dort herrschenden, kleineren Druckgefälles auch dann aufrecht erhalten bleibt, wenn durch eine Druckspitze die Rückschlagklappe 33 in die in Fig. 2 voll ausgezogen gezeigte Lage gedrängt wird. Falls keine von aussen her wirksame Druckspitze vorhanden ist, nimmt die Rückschlagklappe die in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete Lage 33' ein.
Ein anderes wichtiges Merkmal des für die Erfindung wichtigen Fassadenelementes besteht darin, dass an das zwischenraumseitige Ende der Ausblasöffnung 25 und vor den Uförmigen Profilen 29 und 30 für die Strömung nochmals eine Erweiterung des Strömungsquerschnittes erfolgt, die durch das untere Ende 15' des Zwischenraumes 15 gegeben ist. Diese Erweiterung, d. h. die letzten Endes zwischen zwei Drosselstellen angeordnete Erweiterung des Strömungsquerschnittes, wirkt sich als zusätzlicher Schalldämpfer aus, so dass Umgebungsgeräusche, wie bereits kurz erwähnt, nicht in der Lage sind, die Scheibe 17 zu Schwingungen anzuregen oder gar durch die Durchlassöffnung 24 direkt in den Raum 23 einzudringen. Oberhalb der Fensteröffnung 18, jedoch unterhalb der Durchlassöffnung 24 weist die Innenwand eine konsolenartige Verlängerung 36 auf, die verschiedenen Zwecken dienen kann.
Die Verlängerung 36 verdeckt beispielsweise die Durchlassöffnung 24, so dass diese vom Raum 23 aus nicht sichtbar ist. Des weiteren dient die Verlängerung 36 als Befestigungsebene für Lampenarmaturen 37 und gegebenenfalls auch als Stütze für eine nur schematisch angegebene blinde Decke 38, die in einem Abstand von der unteren Seite der Bodenplatte 10 und parallel zu dieser aufgehängt ist. Da die aus dem Raum 23 auszustossende Fortluft nur durch die Durchlassöffnung 24 austreten kann, bestreicht sie zwangsläufig die mit 37' bezeichneten, allenfalls eingeschafteten und mithin Abwärme produzierenden Lampen der Lampenarmatut 37. Dadurch führt diese Fortluft auch die von den Lampen 37' erzeugte Abwärme unter gleichzeitiger Kühlung derselben ab.
Durch relativ einfache Mittel lässt sich der Durchströmquerschnitt der Durchlassöffnung 24 bzw. der Ausblasöffnung 25 auf die verschiedenen Überdrücke einstellen, die von Lüftungs- bzw. Klimaanlagen verschiedener Art im Raum 23 entstehen. Es ist lediglich darauf zu achten, dass das Druckgefälle, die die Abwärtsströmung im Zwischenraum 15 zur Folge hat, kleiner ist als die Differenz der Wasserdampfteildrücke im Innern des Gebäudes und im Aussenraum bei einer gegenüber der Aussentemperatur höheren Innentemperatur.
Es ist zu bemerken, dass, namentlich bei klimatisierten Gebäuden, der Wasserdampfteildruck bei Temperaturen zwischen 20 und 25 C und relativen Feuchtigkeitswerten von 40 bis 60% zwischen 6 bis maximal 12 mm QS, entsprechend etwa 78 bis 156 mm WS, schwankt. Es handelt sich dementsprechend um einen relativ geringen Änderungsbereich dieses Wasserdampfteildruckes, und es genügt, wenn die Strömungsquerschnitte der Durchlassöffnung 24, der Ausblasöffnung 25 und des Zwischenraumes 15 derart aufeinander abgestimmt werden, dass das im Zwischenraum 15 wirksame Druckgefälle kleiner als etwa 58 mm WS ist.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass es im Interesse einer möglichst hohen Austrittsgeschwindigkeit aus der Ausblasöffnuflg 25 von Vorteil ist, deren Strömungsquerschnitt erheblich kleiner als jener der Durchlassöffnung 24 zu wählen. Damit kann durch eine relativ geringfügige Verringerung des Strömungsquerschnittes der Durchlassöffnung 24 das Druckgefälle im Zwischenraum 15 auch bei verhältnismässig hohen Überdrücken im Raum 23 auf dem niedrigen Wert gehalten werden, wie er beispielsweise vorstehend genannt wurde.
Zu beachten ist ferner, dass die Vorfabrikation des im wesentlichen anhand der Fig. 1 beschriebenen Fassadenelementes keine Schwierigkeiten bietet. Vielmehr zeichnet sich das Fassadenelement an seiner Aussenwand 14 durch die Abwesenheit irgendwelcher Sammelrinnen für Kondenswasser aus. Durch die sinureiche Abstimmung der Strömungsquerschnitte der Durchlassöffnung 24, der Ausblasöffnung 25 und des Zwischenraumes 15 aufeinander, ist es also nicht nur möglich, die Kondensatbildung an der Aussenfläche der Aussenwand 14 zu vermeiden, sondern auch vollkommen glatte und vorsprungsfreie Fassaden am ganzen Gebäude zu erzielen, was der unvermeidlichen, mit der Zeit eintretenden Fassadenverschmutzung entgegenwirkt.
Die Überdruck-Lüftungs- oder Klima-Anlage ist in der Zeichnung nicht dargestellt.