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Die
Erfindung betrifft ein Decken-, Wand- oder Bodenbauelement zur Raumkühlung bzw. Raumheizung,
enthaltend ein Leitungssystem zur Durchleitung eines Fluids, insbesondere
Luft.
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Derartige
Decken-, Wand- oder Bodenbauelemente, die ein Leitungssystem enthalten,
sind bekannt. Üblicherweise
sind diese Bauelemente vorgefertigt, indem ein Leitungssystem erstellt
wird und sodann die Füllstoffe,
insbesondere Latentwärmespeicher
mit einem Phasenwechselmaterial (PCM) eingebracht und letztendlich
Abdeckplatten montiert werden. Diese bekannten Bauelemente sind
somit in der Fertigung sehr aufwendig. Ein weiterer Nachteil bei
diesen bekannten Bauelementen ist die schwierige Handhabung und
Montage dieser vorgefertigten, ein Leitungssystem enthaltenden Bauelemente,
insbesondere das Herstellen der Verbindungen des Leitungssystems.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Decken-, Wand- oder Bodenbauelement
zur Raumkühlung
bzw. Raumheizung zu schaffen, welches leicht montierbar innerhalb
des Bauwerkes ist und dessen Teile leicht handhabbar sind bei der
Montage. Gleichzeitig soll mit der Erfindung ein Bauelementsystem geschaffen
werden, welches eine größere Flexibilität hinsichtlich
der Ausgestaltung des Leitungssystems zur Durchleitung eines Fluids
schafft, als auch in direktem Kontakt mit der Betondecke stehen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Decken-, Wand- oder Bodenbauelement gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Dadurch,
dass das Bauelement mehrteilig aus zumindest zwei flächigen Bauteilen
gebildet ist, wobei zumindest ein flächiges Bauteil Vertiefungen aufweist,
so dass die Vertiefungen beim Zusammenfügen mit dem zweiten flächigen Bauteil
das Leitungssystem bilden, wird ein Bauelement geschaffen, welches
dadurch, dass es zumindest zweiteilig ausgeführt ist, in dem Bauwerk an
Decke, Wand oder Boden leichter montierbar und reinigbar ist, in
dem zunächst
ein erstes flächiges
Bauteil unmittelbar oder mittelbar an dem Bauwerk befestigt wird
und sodann ein zweites flächiges
Bauteil an dem ersten Bauteil befestigt wird. Die beiden flächigen Bauteile
können auch
bezeichnet werden als Oberschale und Unterschale, die zusammengefügt das Bauelement
bilden, wobei unabhängig
von der Orientierung des Bauelements der Begriff „Oberschale" dahingehend verstanden
werden soll, dass die Oberschale das erste flächige Bauteil bezeichnet, welches
an Decke, Wand oder Boden des Bauwerkes angebracht wird und wobei „Unterschale" jenes flächige Bauteil
bezeichnet, welches an dem ersten flächigen Bauteil – der Oberschale – angeordnet
wird und wobei beim Zusammenfügen
dadurch, dass zumindest eines der beiden flächigen Bauteile Vertiefungen
aufweist, ein Leitungssystem gebildet wird. Dadurch, dass Ober- und/oder
Unterschale in verschiedenen Varianten ausgeprägt sein können, wird ein Bauelementsystem geschaffen,
mit dem beliebige Leitungssysteme zur Durchleitung eines Fluids
geschaffen werden können.
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Das
erfindungsgemäße Decken-,
Wand- oder Bodenbauelement zur Raumkühlung, Bauteilaktivierung bzw.
Raumheizung ist universell einsetzbar und insbesondere sowohl für den Bürohausbau
als auch für
den Wohnungsbau geeignet.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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So
ist es besonders vorteilhaft, wenn beide flächigen Bauteile, d. h. sowohl
die Oberschale als auch die Unterschale, korrespondierende Vertiefungen
aufweisen, die beim Zusammenfügen
der beiden Bauteile das Leitungssystem bilden. Vorteilhaft dabei ist,
dass der durch das zumindest zweiteilige Bauelement eingenommene
Bauraum dadurch, dass beide Teile gegenüberliegende Vertiefungen aufweisen, optimal
für das
durch die beiden Bauteile gebildete Leitungssystem ausgenutzt wird,
d. h. dass die Leitungen zur Durchleitung des Fluids einen großen Querschnitt
relativ zur Dicke des Bauelementes aufweisen können.
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Bevorzugt
weist ein decken-, wand- oder bodenseitig montierbares erstes Bauteil,
d. h. im Sinne der obigen Definition die Oberschale, eine wärmeleitfähige Kontaktfläche zur
Decke, zur Wand oder zum Boden, d. h. zu dem Baukörper hin,
an dem es montiert wird, auf. Besonders vorteilhaft ist dies, wenn das
Bauelement an einer Massivkonstruktion befestigt wird.
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Vorzugsweise
weist zumindest ein flächiges Bauteil,
d. h. die Unterschale und/oder die Oberschale ein in ein Trägermedium
eingebettetes Phasenwechselmaterial (PCM) auf. Als Trägermedium
kann insbesondere Gipskarton oder Putz dienen. Dadurch, dass zumindest
eines der Bauteile ein Phasenwechselmaterial aufweist, kann in vorteilhafterweise
ein Latentwärmespeicher
gebildet werden, da das Phasenwechselmaterial zur Aufnahme und Speicherung von
Wärmeenergie
geeignet ist und somit eine nachträgliche Bauteilaktivierung ermöglicht.
Sofern das Bauelement zur Raumkühlung
bzw. Beheizung nicht auf einer Massivkonstruktion befestigt wird,
ist es vorteilhaft, wenn sowohl die Oberschale als auch die Unterschale
ein in ein Trägermedium
eingebettetes Phasenwechselmaterial (PCM) aufweisen. Hierdurch ist
es möglich,
ein größstmögliches
Volumen als Latentwärmespeicher
nutzbar zu machen. Dabei kann das erfindungsgemäße Decken-, Wand- oder Bodenbauelement
durch Kombination von flächigen
Bauteilen dadurch, dass eine wärmeleitfähige Kontaktfläche zur
Decke, zur Wand oder zum Boden vorgesehen ist und/oder in zumindest
ein flächiges
Bauteil ein in ein Trägermedium
eingebettetes Phasenwechselmaterial vorgesehen ist, ein den jeweiligen
baulichen Anforderungen anpassbares flexibles Bauelementesystem
geschaffen werden.
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Mit
den stärker
werdenden Energieeinsparbemühungen
und der Verbreitung der Wohnungs- bzw. Bürobelüftung wird es sinnvoll, z.
B. die Nachtluft zu nutzen, um Gebäudewandungen bzw. Raumwandungen
nachts zu kühlen,
und die Luft dort hinzubringen, wo sie die Aufgabe der Kühlung direkt
erfüllen
kann.
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Das
Phasenwechselmaterial dient zur Speicherung von Wärme oder
Kälte bzw.
zum Ersatz von schweren Umfassungswänden oder -decken, so dass
die erfindungsgemäße Lösung nachträglich im Betonbau,
Mauerwerksbau oder auch im Leichtbau eingesetzt werden kann.
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Ebenso
wird mittels der billig zur Verfügung stehenden
Nachtluft für
den Tag vorgesorgt und die Umfassungswände um wenige Grade abgekühlt, so dass
diese wiederum mittels der gespeicherten Energie den Raum kühlen oder
heizen können.
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Mittels
dieser Bauweise erreicht man, dass aufwendige und energieintensive
Klimaanlagen vermieden werden. Durch die Erfindung wird daher ein System
geschaffen, dass es nicht nur ermöglicht, die Raumklimatisierung
durch Bauteilaktivierung über Beton
und Phasenwechselmaterialien, sondern auch über das Einleiten der Luft
in den Raum zu erreichen. Die Luft wird vorgekühlt und vorgereinigt und mit
einer Temperatur von ca. 12°C
bis 18°C
in die Decke eingeleitet, erwärmt
sich dort auf etwa eine Raumtemperatur von 21°C bis 23°C. Mit dieser Temperatur wird
die Luft dann in den Raum geleitet und ermöglicht so auch den erforderlichen
Luftwechsel.
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Vorteilhaft
ist, wenn das zweite Bauteil, d. h. die Unterschale, raumseitig
eine anstrichfähige und/oder
verputzbare Oberfläche
aufweist. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass raumseitig keine
weitere Verkleidung oder dergleichen erforderlich ist, sondern diese
durch die Unterschale direkt geschaffen wird durch eine entsprechende
Gestaltung der raumseitigen Oberfläche.
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Dadurch
entsteht raumseitig eine glatte Fläche, die durch Anstreichen
oder Verputzen fertig gestellt werden kann, ohne dass es weiterer
Abdeckelemente bedarf. Dadurch, dass solche Abdeckelemente nicht
zusätzlich
anzuordnen sind, wird die Wärmeabstrahlung
respektive der wärmeleitende Kontakt
des Bauelementes zur Umgebung nicht beeinträchtigt.
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Vorzugsweise
weist das zweite Bauteil, d. h. die Unterschale, raumseitig Schalldämmelemente auf.
Insbesondere können
derartige schalldämmende
Akustikelemente partiell angeordnet sein, d. h. nicht auf der gesamten
raumseitigen Oberfläche
der Unterschale oder unteren Platte, um die erforderliche Abstrahlung
des Bauelementes, insbesondere in dem Fall, dass das Bauelement
ein Phasenwechselmaterial aufweist, nicht zu unterbinden oder zu
behindern. Alternativ können
wärmeleitfähige Schalldämmelemente
vorgesehen sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Vertiefungen durch tiefgezogene oder gekantete Bleche gebildet.
Durch Ausbildung der Vertiefungen mittels Tiefziehen oder Kanten
von Blechen, können diese
auf vorteilhafte Weise preiswert hergestellt werden.
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Bevorzugt
weist das decken-, wand- oder bodenseitig zu montierende erste Bauteil,
d. h. die Oberschale, Durchbrüche
und/oder Montagemittel zur Befestigung des ersten Bauteiles an der
Gebäudekonstruktion
auf.
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Vorzugsweise
ist das zweite raumseitige Bauteil lösbar an dem decken-, Wand- oder bodenseitig
zu befestigenden ersten Bauteil befestigt. Dadurch, dass das zweite
Bauteil, d. h. die Unterschale, lösbar an dem ersten Bauteil,
d. h. der Oberschale, befestigt ist, ist das Leitungssystem zu Reinigungs- oder
Revisionsarbeiten zugänglich,
d. h. das komplette Kanalsystem kann einsehbar und zugänglich gemacht
werden, dadurch, dass die Unterschale von der Oberschale abnehmbar
ist.
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Bevorzugt
ist das zweite Bauteil mittels Verrastungen und/oder Clips oder
dergleichen am ersten Bauteil befestigbar. Bevorzugt sind die Rastmittel und/oder
Clips derart an den Bauteilen angeordnet, dass diese nach der Befestigung
raumseitig nicht sichtbar sind, so dass raumseitig eine glatte,
optisch unbeeinträchtigte
Oberfläche
geschaffen wird.
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Vorzugsweise
ist das Leitungssystem an eine Klimatisierungsvorrichtung anschließbar und/oder
weist Austrittsöffnungen
in den Raum auf, um insbesondere Luft aus dem Raum abzusaugen und/oder
an den Raum abzugeben.
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Zusätzlich können zwischen
Oberschale und Unterschale Dichtungen oder dgl. eingebracht werden.
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Drei
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Decken-,
Wand- oder Bodenbauelementes zur Raumkühlung bzw. Raumheizung sind
in den Figuren dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht von teilweise deckenseitig montierten Bauelementen
einer ersten Ausführungsform,
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2 eine
perspektivische Ausschnittvergrößerung der
deckenseitig teilweise montierten Bauelemente gemäß 1,
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3 die
raumseitige Ansicht einer mit Bauelementen verkleideten Raumdecke,
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4 den
Schnitt IV-IV nach 3,
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5 den
Schnitt V-V nach 3,
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6 eine
Schnittansicht einer mit Bauelementen einer zweiten Ausführungsform
verkleideten Raumdecke,
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7 eine
Schnittansicht einer mit Bauelementen einer dritten Ausführungsform
verkleideten Raumdecke.
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In 1 und 2 dargestellt
ist eine perspektivische Ansicht von deckenseitig teilweise montierten
Bauelementen, welche aus zwei Platten zusammengesetzt werden. Zunächst wird
deckenseitig die Oberschale 10 an der Decke 5 montiert.
Die Oberschale 10 ist zur Unterseite hin profiliert, d.
h. sie weist Vertiefungen 11 auf. An der Oberschale 10 wird eine
korrespondierende zweite Platte, die Unterschale 20, befestigt.
Die Unterschale 20 weist korrespondierende Vertiefungen 21 auf,
die zusammengefügt mit
den Vertiefungen 11 der Oberschale 10 ein Leitungssystem
zur Durchleitung temperierter Luft bildet.
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Raumseitig
entsteht eine glatte Fläche,
die anstrichfähig
oder verputzbar ist. Die raumseitige Schale 20 wird hergestellt
unter Verwendung eines Phasenwechselmaterials (PCM), welches in
eine Trägerstruktur
in Form einer Gipskartonplatte eingelassen ist.
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Die
Unterschale 20 ist abnehmbar an der Oberschale 10 befestigt,
so dass das Leitungssystem zu Reinigungszwecken oder Wartungszwecken freigelegt
werden kann, indem die Unterschale abgenommen wird.
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Das
durch die Platten 10, 20 geschaffene Leitungssystem
wird gespeist aus einem Vorlauf 30, der wiederum aus der
Umgebung des Gebäudes und/oder
wahlweise über
eine nicht dargestellte Klimaanlage und Luftfiltervorrichtung gespeist
wird aus der Gebäudeumgebung.
Die Luft wird durch das durch die Platten 10, 20 gebildete
Leitungssystem geleitet und gelangt zu einem Sammelraum 50 und wird
letztendlich aus dem Sammelraum 50 über eine Belüftungsöffnung 55 in
den darunter liegenden Raum 60 geleitet. Aus dem Raum 60 wird
wiederum Raumluft über
eine an den Raum 60 angeschlossene Leitung 65 entnommen,
die an den Rücklauf 40 gekoppelt
ist.
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Die
raumseitige Unterschale 20 enthält ein in Gipskarton als Trägermedium
eingebettetes Phasenwechselmaterial (PCM), welches als Energiespeicher
dient. Durch Aufnahme abgekühlter
Nachtluft über
den Vorlauf 30 kann das in die Unterschale 20 eingebettete
Phasenwechselmaterial abgekühlt
werden, welches am Tage der Kühlung
der durch das Leitungssystem geleiteten Luft und über die
Belüftung 55 in
den Raum 60 abgegebenen Luft dient, wodurch eine Klimatisierung
und ein steter Luftaustausch in dem Raum 60 erfolgt.
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3 zeigt
ein Leitungsschema einer Raumdecke, welches über den Vorlauf 30 gespeist
wird, der wiederum mit mehreren Vorlaufkammern 45 in fluidtechnischer
Verbindung steht. Jedes aus den Platten 10, 20 gebildete
Deckenelement verfügt über eine
Vorlaufkammer 45, an welche sich wiederum die Leitungen 15 eines
jeden Bauelementes anschließen.
Die Leitungen 15 münden
jeweils in einen Sammelraum 50. Aus dem Sammelraum 50 erfolgt
eine Abgabe der Luft an den darunter liegenden Raum über eine
Belüftungsöffnung 55,
die mit einem Gitter abgedeckt ist.
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In 4 ist
dargestellt der Schnitt IV-IV nach 3 sowie
eine Detailvergrößerung aus
dieser Schnittdarstellung. An der Decke 5 ist befestigt
die deckenseitige Oberschale 10 des Bauelementes. Die deckenseitige
Oberschale 10 weist Vertiefungen 11 auf. An der
Oberschale 10 wird die abnehmbare Unterschale 20 befestigt,
die ihrerseits korrespondierende Vertiefungen 21 aufweist.
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Durch
die jeweils gegenüberliegenden
Vertiefungen 11 der Oberschale 10 und Vertiefungen 21 der
Unterschale 20 werden die Leitungen 15 gebildet.
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Alternativ
zu dem in etwa ovalen Querschnitt der Leitungen 15 gemäß der Darstellung
nach 4 sind auch andere Querschnittsformen realisierbar, insbesondere
trapezförmige
oder rechteckige Querschnitte.
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Die
Oberschale 10 weist eine wärmeleitfähige Kontaktfläche 12 zur
Herstellung eines wärmeleitenden
Kontaktes mit der Decke 5 auf. Die Unterschale 20 weist
an ihrer Unterseite eine anstrichfähige Oberfläche 22 auf.
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In 5 dargestellt
ist der Schnitt V-V nach 3 mit einer Detailvergrößerung im
Bereich der Luftaustrittsöffnung 55 aus
dem Sammelraum 50 des Rohrleitungssystems einer Elementplatte.
Durch die mit einem Lüftungsgitter
abgedeckte Luftaustrittsöffnung 55 wird
Luft in den Raum 60 abgegeben und bewirkt einen ständigen Austausch
der Luft in dem Raum 60.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Heizung/Kühlung
nicht über
eine Flüssigkeit
sondern mittels Luft, die dann dem Raum 60 zugeführt werden
kann, was dazu führt,
dass Probleme mit Kondensat etc. nicht auftreten sondern vermieden werden.
Kondensat kann wegen der geringen Temperaturdifferenz nicht auftreten.
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In
den 6 und 7 dargestellt sind, ähnlich der
Darstellung nach 4, Schnittansichten einer zweiten
(6) bzw. einer dritten Ausführungsform (7)
der erfindungsgemäßen Bauelemente. An
der Decke 5 ist montiert die Oberschale 210 mit Vertiefungen 211.
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An
den Oberschalen 210 sind befestigt korrespondierende zweite
Platten in Form von Unterschalen 220, die entsprechende
korrespondierende Vertiefungen 221 aufweisen, so dass sich
im zusammengefügten
Zustand aus den Vertiefungen 211 der Oberschalen 210 mit
den Vertiefungen 221 der Unterschalen 220 ein
Leitungssystem 215 zur Durchleitung temperierter Luft bildet.
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Zwischen
Oberschale 210 und Unterschale 220 sind angeordnet
Dichtungen 240.
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Die
Unterschalen 220 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
gemäß der 6 sind
ihrerseits mehrlagig aufgebaut aufweisend ein in die Struktur eingebettetes
Fasenwechselmaterial PCM 23, welches als Energiespeicher
dient. Des weiteren ist in der Struktur angeordnet Akkustikmaterial 24,
welches der Schalldämmung
dient. An der Unterseite hat die Konstruktion eine anstrichfähige Oberfläche 22.
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In
der 7 ist eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Bauelemente
dargestellt.
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An
der Decke 5 ist montiert die Oberschale 310 mit
Vertiefungen 311. Zur Befestigung der Oberschale 310 an
der Betondecke 5 weist diese rückseitig Verklebungen 312 auf.
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An
den Oberschalen 310 sind befestigt korrespondierende zweite
Platten in Form von Unterschalen 320, die entsprechende
korrespondierende Vertiefungen 321 aufweisen, so dass sich
im zusammengefügten
Zustand aus den Vertiefungen 311 der Oberschalen 310 mit
den Vertiefungen 321 der Unterschalen 320 ein
Leitungssystem 315 zur Durchleitung temperierter Luft bildet.
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Zwischen
Oberschale 310 und Unterschale 320 sind angeordnet
Dichtungen 340.
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Die
Unterschalen 320 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
gemäß 7 sind
ihrerseits mehrlagig aufgebaut aufweisend ein in die Struktur eingebettetes
Fasenwechselmaterial PCM 23, welches als Energiespeicher
dient. Des weiteren ist in der Struktur angeordnet Akkustikmaterial 24,
welches der Schalldämmung
dient. In dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das Fasenwechselmaterial 23 und das Akkustikmaterial 24 eingebettet
in Gipskarton 25. An der Unterseite hat die Konstruktion eine
anstrichfähige
Oberfläche 22.