DE2714850C3

DE2714850C3 - Bauwerk

Info

Publication number: DE2714850C3
Application number: DE2714850A
Authority: DE
Inventors: Werner W. Ing.(Grad.) 4250 Bottrop Haase
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-02
Filing date: 1977-04-02
Publication date: 1980-08-21
Also published as: FR2385861B1; NL7803552A; FR2385861A1; JPS53123533A; DE2714850B2; DE2714850A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauwerk mit einer Wanne als Gründungskörper und einem von in der Wanne befindlicher Flüssigkeit getragenen Schwimmkörper, der als Lm eine vertikale Drehachse rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist und dem ein Drehantrieb zugeordnet ist.

In gleichem Maße wie der Energieverbrauch zunimmt, wird die Energie- ^rsorgung problematischer. Während abzusehen ist, wann die ErJölvorrätc sich erschöpfen, ist die Zukunft von Kernkraftwerken insbesondere in der letzten Zeit ungewiß geworden. Aus diesem Grunde bemüht man sich in zunehmenden Maße, Sonnenenergie nutzbar zu machen, insbesondere für die Versorgung von Wohnhäusern. Dazu werden bereits vereinzelt Wohnhäuser mit Sonncnkollektoren ausgerüstet. Die Sonnenkollcktorcn dienen zum Auffangen der Sonnenenergie, welche an Wärmespeicher weitergegeben wird. Von dort erfolgt die Versorgung beispielsweise einer Warmwasserheizung oder eines Dampferzeugers zum Antrieb eines Generators für die Stromerzeugung unter Zwischenschaltung einer Turbine. Mit derartigen Sonncnkoilektoren ausgerüstete Wohnhäuser werden auch als Sonnenhäuser bezeichnet. Bei uen bekannten Ausführungsformen handelt es sich um ortsfeste Wohnhäuser. Ortsfeste Wohnhäuser können jedoch nur beschränkt Sonnenenergie auffangen, weil die Sonncnkollckloren der wandernden Sonne nicht nachgeführt werden können. Aus diesem Grunde ist nur eine reduzierte Ausnutzung der .Sonnenenergie

">"> möglich, die eine autarke Energieversorgung nicht zuläßt.

Es ist allerdings ein Bauwerk der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei welchem jedoch die Wanne und der darin drehbar gelagerte und angetriebene

bo Schwimmkörper lediglich einen drehbaren Unterbau zur Auflagerung von Lasten bilden, die auch Gebäude sein können. Die Probleme um die Sonncnnadiführung von Gebäuden mit Sonnenkollektorcn sind dadurch jedoch nicht maßgeblich beeinflußt worden (Dl.-OS

μ ""i 28 104). Das gilt mich unter Berücksichtigung der ..ilsachc, daß eine drehbar gelagerte Plattform mit Sonnenkclkktinvn bekannt ist, (IR-PS X SI r>29) die jedoch als Unterbau zur Auflagerung von Gebäuden

ungeeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein als Wohnhaus ausgebildetes Bauwerk der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welches sich durch extrem geringe Herstellungskosten und optimale Energie-Selbstversorgung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Bauwerk dadurch gelöst, daß der Schwimmkörper unmittelbar als Wohnhaus ausgebildet ist und im Bereich seiner freien Oberfläche Sonnenkol- to lektoren mit einer verfahrbaren Abdeckung aufweist. — Diese Maßnahmen nach der Erfindung haben zur Folge, daß ein Wohnhaus verwirklicht wird, dessen Sonnenkollektoren aufgrund des Drehantriebes für das Wohnhaus der Sonne so nachgeführt werden können, daß sie stets in Richtung der einfallenden Sonnenstrahlen liegen. Dadurch wird unter Berücksichtigung einer vorgegebenvn Kollektorfläche ein optimales Auffangen von Sonnenenergie erreicht. Ferner zeichne*, sich eine Wanne mit einer Flüssigkeit zum Aufschwimmen eines als Wohnhaus ausgebildeten Schwimmkörpers durch eine besonders einfache Bauweise aus, auch hinsichtlich der Verwirklichung des Drehantriebes, da keine zusätzliche Abstützkonstruktion benötigt wird und nur verhältnismäßig geringe Antriebskräfte erforderlich sind.

Weitere erfindungswesenlliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So empfiehlt es sich, daß der Schwimmkörper als Kugel oder Ellipsoid mit Schwerpunkt in der unteren Kugel — bzw. Ellipsoidhälfte und die Wanne als Halbkugel oder Malbellipsoid mit um ein vorgegebenes Maß größerem Durchmesser als die Kugel bzw. das Ellipsoid ausgebildet sind. Ein Schwimmkörper in der Ausführungsform einer Kugel zeichnet sich nämlich einmal durch eine besonders geringe Oberfläche aus, die auch nur geringe Herstellungskosten verursacht. Ähnliches gilt für ein Ellipsoid. Darüber hinaus sorgen die Halbkugel bzw. das Halbellipsoid als Wanne in Anpassung an den Schwimmkörper für eine zwar orlsbeweglichc. jedoch stabilisierte Lagerung, zumal der Schwerpunkt in der unteren Kugel- bzw. Ellipsoidhälfte liegt. Kugel wie auch Ellipsoid sind ferner in strömungstechnischer Minsicht vorteilhaft, z. B. windschlüpfrig und lassen sich verhältnismäßig dünnwandig und aus wenigen Teilen herstellen. Vorzugsweise schließt die halbkugelförmigc bzw. ruMbcllipsoidförmige Wanne mit der Erdoberkante ab, ist also die Wanne in das Erdreich eingelassen. Weiter sieht die Erfindung vor, daß der kugelförmige Schwimmkörper auseinanderschwenkbare Abdccksegnicntc und darunter in einem V-förmigcn Einschnitt die Sonncnkollcktorcn aufweist, deren Kollcktorflächcn sich gegenüberliegen und als Kreisscheiben oder Mehrkantscheiben ausgebildet s^;nd. Auf diese Weise erhält der Schwimmkörper ein Vcideck, welches sich beispielsweise bei Regen. Schnee oder zur Nachtzeit zufahren läßt, so daß ein geschlossener Schwimmkörper entsteht, dagegen bei Sonnenschein zum Auffangen der Sonnenenergie auffahren läßt. Zweckmäßig kann zwischen den Kollektorflächen eine Decke als Basis des to V-förmigen Einschnitts mit o.i' ."nverstellbaren Oberlichtern angeordnet sein. Der V-Iörmigc Einschnitt kann crfmdungsgcinäß mittels Spannbügcl oder -ringe überbrückt sein, worauf die Abdecksegmente verstellbar geführt sind. Im Bereich /wischen den auseinander- M geschwenkten Abdecksegmenlen und der Erdobcrkan-Ie kann der kugelförmige Schwimmkörper Bullaugen oder .indcre ßclichtungs- oder Belüftungsöffnungen aufweisen, die für den erfordei liehen Lichteinfall sorgen. Allerdings funktionieren auch die Kollektorflächen als Lichteinfall- und im übrigen Reflektionsflächen. Lichteinfall erfolgt darüber hinaus über die Oberlichter in der gegebenenfalls vorgesehenen Decke zwischen den Kollektorflächen. Der Schwimmkörper, insbesondere der kugelförmige Schwimmkörper, ist vorzugsweise durch Zwischendecken oder abgestufte Ebenen in verschiedene Etagen unterteilt, in denen wiederum eine Unterteilung in verschiedene Wohnräume erfolgen kann. Zweckmäßigerweise besitzt der Schwimmkörper bodenseitig eine Ballast- und Gewichtsausgleichskammer. Weiter sieht die Erfindung vor, daß der Schwimmkörper als vertikale Drehachse ein oder mehrere zentrale Ver- und Entsorgungsrohre aufweist. Auf dem bzw. den zentralen Versorgungsrohren kann ein Windrotor angeordnet sein. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, daß der Schwimmkörper von Ver- und Entsorgungsrohren auf dem Niveau der Erdoberkante umgeben ist. Zweckmäßigerweise ist zwischen Schwimmkörper und Wanne eine Abdeckung aus z. B. durchsichtigem Kunststoff angeordnet und die Flüssigkeit in der Wanne an ein Überlauf- und Pumpensystem angeschlossen. Auf diese Weise läßt sich unschwer eine für den betreffenden Schwimmkörper vorgegebene Eintauchtiefe in die Wanne aufrechterhalten. Das ist z. B. für den Eingang erforderlich, der stets auf dem Niveau der Erdoberkante bleiben sollte. Die Flüssigkeit kann Wasser oder eine andere Flüssigkeit mit höherem spezifischen Gewicht ur.d erhöhten Gleiteigenschaften sein. Der Drehantrieb besteht erfindungsgemäß aus an dem Schwimmkörper angebrachten Motoren mit in die Flüssigkeit eintauchenden Schrauben, wobei die Motoren und Schrauben in Diagonal- oder Sternanordnung verteilt sind, damit umfangseitig des Schwimmkörpers ein gleichmäßiger Drehantrieb erfolgt. Eine andere Möglichkeit besieht darin, zentral in der vertikalen Drehachse unterhalb des Schwimmkörpers lediglich einen Motor mit Schraube anzuordnen. Der Schwimmkörper weist zweckmäßigerweise einen auf dem Niveau der Erdoberkante liegenden Eingang auf, wobei in den Eingang eine abklappbare Tür zum Überbrücken des Flüssigkeilsgrabens eingesetzt sein kann. Auch eine normale Tür und andere Türsysteme sind denkbar.

Vorzugsweise bestehen der Schwimmkörper und/ oder die Wanne aus Kunststoff oder Leichtmetall oder Stahl oder flüssigkeitsdichtem Beton mit oder ohne Bewehrung. Ferner können der Schwimmkörper und/ oder die Wanne innen- und/oder außenseitig mit einer flüssigkeitsdichten Haul, /.. B. Kunststoffolie und darüber hinaus Wärmedämmungsmaterialien beschichtet sein. Schwimmkörper und/oder Wanne sind bevorzugt in Schalen- oder Gilterbauweise hergestellt. Es besieht grundsätzlich auch die Möglichkeit, den Schwimmkörper und/oder die Wanne aus Fertigteilen herzustellen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Bauwerk, insbesondere als Sonnenhaus ausgeführtes Wohnhaus, verwirklicht wird, das sich einerseits durch extrem niedrige Herstellungskosten auszeichnet, andererseits ortsbeweglich und stabil derart gelagert ist, daß es mittels eines Drehantriebes um eine vertikale Drehachse in Roiationsbewegung versetzt und folglich der wandernden Sonne nachgeführt werden kann. Auf diese Weise ist ein optimales Auffangen von Sonnenenergie gewährleistet, so daß eine totale Energie- Selbstversorgung erreicht werden kann. Darüber hinaus zeichnet sich das erfi.idungsgemäßc Bauwerk durch eine in

strömungstechnischer Hinsicht vorteilhafte Ausführungsform aus, die auch in ästhetischer Hinsicht befriedigt. Endlich ist bei dem erfindungsgemäßen Bauwerk das Wohnhaus bergschäden- und erdbebensichergelagert

Im folgenc. π wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Bauwerk mit einem kugelförmigen Schwimmkörper in Seitenansicht.

F i g. 2 das Bauwerk nach F i g. 1 in Frontansicht,

F i g. 3 das Bauwerk nach F i g. 1 bei geöffneten Abdecksegmenten,

F i g. 4 einen Vertikalschnitt durch das Bauwerk nach Fig. 1,

F i g. 5 einen Vertikalschnitt bei geöffneten Abdecksegmenten und

F i g. 6 die Draufsicht zu F i g. 3 bzw. F i g. 5.

In den Figuren ist ein Bauwerk, insbesondere ein als Sonnenhaus ausgeführtes Wohnhaus dargestellt, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einer Wanne

1 als Gründungskörper und einem von der Wanne 1 getragenen Schwimmkörper 2 besteht. Der Schwimmkörper 2 ist als um eine vertikale Drehachse 3 rotationssymmetrischer Schwimmkörper mit im Bereich seiner Oberfläche angeordneten Sonnenkollektoren 4 ausgebildet, während die Wanne 1 mit einer Flüssigkeit 5 zum Aufschwimmen des Schwimmkörpers

2 gefüllt und dem in der Wanne 1 aufschwimmenden Schwimmkörper 2 ein Drehantrieb zugeordnet ist. Vorzugsweise ist der Schwimmkörper 2 als Kugel. Zylinder, Vieleck oder Ellipsoid. — auch eine Eiform ist denkbar — mit Schwerpunkt in der unteren Kugel- b/w. Ellipsoidhälfte und die Wanne 1 als Halbkugel bzw. Halbellipsoid mit um ein vorgegebenes Maß größerem Durchmesser D als die Kugel bzw. das Ellipsoid ausgebildet. Die halbkugelförmige bzw. halbellipsoidförmige Wanne 1 schließt mit der Erdoberkante 8 ab. Sie kann aber auch darüber oder darunter liegen. Der Schwimmkörper 2 weist in dieser Ausführungsform auseinanderschwenkbare Abdecksegmente 9 und darunter in einem V-förmigen Einschnitt die Sonnenkollektoren 4 auf. deren Kollektorflächen sich gegenüberliegen und als Kreisscheiben ausgebildet sind. Zwischen den Kollektorflächen kann eine Decke 10 als Basis des V-förmigen Einschnitts mit höhenverstellbaren Oberlichtern 11 angeordnet sein. Der V-förmige Einschnitt ist mittels Spannbügel oder -ringe 12 überbrückt, worauf die Abdecksegmente 9 verstellbar geführt sind. Die Spannringe 12 können sich aus statischen Gründen über den gesamten Umfang des Schwimmkörpers 2 erstrekken. Der Schwimmkörper 2 weist im Bereich zwischen

ίο den auseinandergeschwenkten Abdecksegmenten 9 und der Erdoberkante 8 Bullaugen 13 auf und ist durch Zwischendecken 14 in verschiedene Etagen unterteilt. Bodenseitig besitzt der Schwimmkörper 2 eine Ballast- und Gewichtsausgleichskammer 15. Als vertikale Drehachse 3 können ein oder mehrere zentrale Ver- und Entsorgungsrohre 16 vorgesehen sein. Auf einem oder mehreren der zentralen Versorgungsrohre 16 ist ein Windrotor 17 angeordnet. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Schwimmkörper 2 von Ver- und Entsorgungsrohren 16 auf dem Niveau der Erdoberkante 8 umgeben ist. Zwischen Schwimmkörper 2 und Wanne 1 ist eine Abdeckung 18 angeordnet, während die Flüssigkeit 5 an ein nicht dargestelltes Überlauf- und Pumpensystem angeschlossen ist. Die Flüssigkeit 5 kann Wasser oder eine andere Flüssigkeit mit höherem spezifischen Gewicht und erhöhten Gleiteigenschaften sein. Der Drehantrieb besteht aus an dem Schwimmkörper 2 angebrachten Motoren 6 mit in die Flüssigkeit eintauchenden Schrauben 7, wobei die Motoren 6 und Schrauben 7 in Diagonal- oder Sternanordnung verteilt sind. Der Schwimmkörper 2 besitzt ferner einen Eingang 19 auf dem Niveau der Erdoberkante 8. In den Eingang 19 kann eine abklappbare Tür 20 zum Überbrücken des Flüssigkeitsgrabens 21 eingesetzt sein. Schwimmkörper 2 und Wanne 1 bestehen aus Kunststoff oder Leichtmetall oder Stahl oder flüssigkeitsdichtem Beton mit oder ohne Bewehrung. Sie sind innen- und/oder außenseitig mit einer flüssigkeitsdichten Haut 22, z. B. Kunststoffolie beschichtet. Ferner können Schwimmkörper 2 und/oder Wanne 1 in Schalen- oder Gitterbauweise bzw. aus Fertigteilen oder in Ortbeton hergestellt sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bauwerk mit einer Wanne als Gründungskörper und einem von in der Wanne befindlicher Flüssigkeit getragenen Schwimmkörper, der als um eine vertikale Drehachse rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist und dem ein Drehantrieb zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper unmittelbar als Wohnhaus ausgebildet ist und im Bereich seiner freien Oberfläche Sonnenkollektoren (4) mit einer verfahrbaren Abdeckung (9) aufweist

2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) als Kugel oder Ellipsoid mit Schwerpunkt in der unteren Kugelbzw. Ellipsoidhälfte und die Wanne (1) als Halbkugel oder Halbellipsoid mit um ein vorgegebenes Maß größerem Durchmesser (D) als die Kugel bzw. das Ellipsoid ausgebildet sind.

3. Bauwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die halbkugelförmige bzw. halbellipsoidförmige Wanne (1) mit der Erdoberkante (8) abschließt.

4. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) auseinanderschwenkbare Abdecksegmente (9) und durunter in einem V-förmigen Einschnitt die Sonnenkollektoren (4) aufweist, deren Kollektorflächen sich gegenüberliegen und als Kreisscheiben oder Mehrkantscheiben ausgebildet sind.

5. Bauwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kollektorflächen eine Decke (10) als Basis des V-förmigen Einschnitts mit höhenverstellbaren Oberlichtern (11) angeordnet ist.

6. Bauwerk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der V-förmige Einschnitt mittels Spannbügel oder -ringe (12) überbrückt ist und darauf die Abdecksegmente (9) verstellbar geführt sind.

7. Bauwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) im Bereich zwischen den auseinandergeschwenklen Abdecksegmenten (9) und der Erdoberkante (8) Bullaugen (13) aufweist.

8. Bauwerk nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) durch Zwischendecken (14) in verschiedene Etagen unterteilt ist.

9. Bauwerk nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) bodcnseitig eine Ballast· und Gewichtsausgleichskammer (15) aufweist.

10. Bauwerk nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) als vertikale Drehachse (3) ein oder mehrere zentrale Ver- und Entsorgungsrohrc (16) aufweist.

11. Bauwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem bzw. den zentralen Versorgungsrohr(en) (16) ein Windrotor (17) angeordnet ist.

12. Bauwerk nach einem der Ansprüche '. bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) von Vor- und Fntsorgungsrohren (16) auf dem Niveau der Erdoberkante (8) umgeben ist.

13. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß /wischen Schwimmkörper (2) und Wanne (1) eine Abdeckung (18) angeordnet und die Flüssigkeit (5) an ein Überlauf-

und Pumpensystem angeschlossen ist.

14. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb aus an dem Schwimmkörper (2) angebrachten Motoren (6) mit in die Flüssigkeit (5) eintauchenden Schrauben (7) besteht und die Motoren (6) und Schrauben (7) in Diagonal- oder Sternanordnung verteilt sind.

15. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eingang (19) des Schwimmkörpers (2) eine abklappbare Tür (20) zum Überbrücken des Flüssigkeitsgrabens (21) eingesetzt ist.

16. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) und/oder die Wanne (1) innen- und/oder außenseitig mit einer flüssigkeitsdichten Haut (22), z. B. aus Kunststoffoüe, beschichtet sind.

17. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (2) und/oder die Wanne (1) in Schalen- oder Gitterbauweise hergestellt sind.