DE2732758A1

DE2732758A1 - Dachabdeckung

Info

Publication number: DE2732758A1
Application number: DE19772732758
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Bogdanski; Klaus Mannaerts; Klaus Dipl Ing Schimmelpfennig
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1977-07-20
Filing date: 1977-07-20
Publication date: 1979-02-08
Also published as: IT1102699B; ES235408U; ATA121578A; NL7802964A; GB1573294A; AT357308B; BE869110A; GR64068B; ES235408Y; IT7848849A0; FR2398157A1

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

18.07.77 Dachabdeckung

Die Erfindung betrifft eine Dachabdeckung bzw. Fassadenverkleidung aus plattenförmigen Elementen aus Metall, deren in Richtung der Dachneigung bzw. in vertikaler Richtung verlaufende Kanten über Stege mit den entsprechenden benachbarten Kanten kraftschlüssig und abdichtend verbunden sind und die mindestens eine nahezu parallel zu den Kanten verlaufende Sicke zur Aufnahme eines einen Wärmeträger führenden Rohres aufweist.

Durch die zunehmende Verknappung und Verteuerung von Primärenergie wie Erdöl, Kohle, Erdgas usw. gewinnt die Ausnutzung von Niedertemperaturwärme wie Abwärme, Wärme aus der Umgebungsluft und der Globalstrahlung zunehmend an Bedeutung. Dabei ist es bereits bekannt, die relativ großen Flächen von Dächern für die Gewinnung von Energie aus der Umgebung nutzbar zu machen.

Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 7 5^0 889 ist eine metallische Abdeckplatte für Dächer und Fassaden bekannt, welche eine Sicke zur Aufnahme eines einen Wärmeträger führenden Rohres aufweist und die über seitlich angebrachte

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Stege miteinander verbunden sind. Die Länge dieser Elemente entspricht üblicherweise der Länge des Daches in Richtung seiner Neigung bzw. der Höhe der zu verkleidenden Fassade. Die Elemente sind werksseitig vorgefertigt und bestehen aus einen metallischen Teil mit der Sicke und den Stegen sowie einer der Unterkonstruktion zugekehrten mit dem Metallteil fest verbundenen Wärmeisolationsschutzschicht. Die Sicke ist dabei so ausgebildet, daß sie das Rohr um mehr als l80° umschlingt. Die Befestigung der Elenente auf der Unterkonstruktion geschieht bei dieser Ausführungsform durch Stehfalze. Ein wesentlicher Nachteil dieser Dacheindeckung besteht darin, daß die Anfertigung einer Dacheindeckung aus den bekannten Elementen sehr auSendig ist, da diese aufgrund ihrer großen Länge recht umständlich zu handhaben sind.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Dachabdeckung anzugeben, die von jedem Spengler oder Dachdecker hergestellt werden kann und die den bisher bekannten Abdeckungen mit Dachpfannen in bezug auf die architektonische Wirkung ähnelt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Dachabdeckung der eingangs erwähnten Art die Stege der Elemente unter einem Heineren Winkel als 90 zur Längsachse des Elementes verlaufen, daß die Elemente ineinandergeschoben sind, daß die Sicke U-förmig ausgebildet ist, daß der Krümmungsradius der Sicke im unteren Bereich des Elementes um mindestens die Wanddicke des verwendeten Metallbleches größer ist als der Krümmungsradius des übrigen Bereiches der Sicke und daß jedes Element gesondert auf einer Unterkonstruktion befestigt ist. Neben den sich aus der Aufgabenstellung direkt ergebenden Vorteilen ergibt sich noch der Vorteil, daß durch die Erweiterung der Sicke an dem

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unteren Ende des Elementes sich die Elemente gegeneinander verschieben lassen und über die gesamten Längen der einzelnen Sicken das Rohr in gut wärmeleitenden Kontakt zum Element gehalten werden kann. Dadurch, daß jedes Element gesondert auf einer Unterkonstruktion befestigt ist, wird eine Geräuschbelästigung und Abhebung bei starkem Wind mit Sicherheit vermieden. Nach einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung entspricht die Neigung der Stege gegenüber der Längsachse mindestens de« Quotienten aus der Wanddicke des verwendeten Bleches und der Länge des Elementes in Richtung seiner Längsachse vorzugsweise dem 1,15-bis ^Fachen dieses Quotienten. Dadurch ist gewährleistet, daß sich die einzelnen Elemente leicht ineinanderschieben lassen, aber dennoch durch einen festen Schiebesitz miteinander verbunden sind. Die Stege sind zweckmäßigerweise U-förmig nach innen gebqg»n und die Stege zweier benachbarter Elemente sind durch eine übergeschobene Verbindungsschiene mit nach innen gebogenen Endbereichen verbunden. Diese Verbindungsschiene läßt sich in einfachei^ieise über die Stege schieben und verbindet diese kraftschlüssig miteinander. Die Länge der Verbindungsschienen entspricht vorteilhafterweise den mehrfachen Wert der Länge eines Elementes. Bei Verwendung mehrerer Schienen sollte zweckmäßigerweise der Endbereich der Verbindungsschienen leicht aufgeweitet sein, so daß die Enden zweier Verbindungsschienen ineinandergeschoben werden können. Die Höhe der Sicke ist größer als der Außendurchmesser des durch sie aufgenommenen Rohres. Die Schenkel der Sicke sind geringfügig aufeinander zugebogen, so daß die Elemente in engem Kontakt zu dem Rohr an diesem anliegen. Als Material für die Elemente verwen- et man zweckmäßigerweise ein Kupferblech mit einer Wanddicke zwischen 0,4 und 1 mm je nach Größe der verwendeten Elemente. Kupfer hat sich aus dem Grunde als besonders

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günstig erwiesen, da es eine sehr gute thermische Leitfähigkeit hat und gleichzeitig einen guten optischen Eindruck hinterläßt. Dabei wirkt sich die mit der Zeit auftretende Patinierung der Kupferoberfläche günstig für die Wärmeaufnahme aus. Zweckmäßig ist auch eine Schwärzung der der Global strahlung ausgesetzten Oberfläche der Elemente. Die in der Sicke angeordneten Rohre sind zweckmäßigerweise als nahtlos gezogene Kupferrohre mit einer Wanddicke zwischen 0,5 und 1,5 mm bei einem Durchmesser zwischen 6 und l8 mm ausgebildet. Die Befestigung der Elemente auf der Unterkonstruktion geschieht zweckmäßigerweise durch Nägel. Dabei wird vorteilhafterweise jedes Element in seinem auf einem höheren Niveau liegenden Bereich beispielsweise auf den Dachlatten durch beiderseits der Sicke eingetriebene Nägel gehalten. Für den Fall, daß Elemente aus Kupferblech verwendet werden, haben sich Kupfernägel wegen der geringeren Korrosionsgefahr als zweckmäßig erweisen. Die Nägel werden dabei von dem oberhalb gelegenen Element überdeckt. In manchen Fällen kann es auch von Vorteil sein, eine Abdeckung aus Aluminiumelementen einzusetzen. Die Größe der Elemente sollte den herkömmlichen Dachpfannen entsprechen, wobei sich die Elemente um 1 bis 10 cm je nach Dachneigung überlappen. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die U-förmig gebogenen Rohre zu verwenden und die auf einem höheren Niveau gelegenen Enden der Rohre an horizontal verlaufende Vor- oder RücklaufSammelleitungen eines Kreislaufs anzuschließen. Der genannte Kreislauf kann der Kreislauf einer Wärmepumpenanlage sein, es ist aber auch möglich, die dem Wärmeträger zugeführte Energie aus der Umgebung einem Wärmespeicher zuzuführen, dem dann bei Bedarf Energie entzogen werden kann. Dadurch, daß die Vor- und RücklaufSammelleitungen auf einem höheren Niveau liegen, lassen sich die im Prinzip U-förmigen Rohre leicht

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entlüften. Eine anderen vorteilhafte Löung besteht darin, Rohre iiyabgelängtem Zustand in den Sicken anzuordnen und die auf einem höheren Niveau gelegenen Enden der Rohre mit einer nahezu horizontal verlaufenden RücklaufSammelleitung und die auf einem niedrigeren Niveau gelegenen Enden mit einer VorlaufSammelleitung zu verbinden. In Weiterbildung der Erfindung sind die Sicken mit einer biegbaren durchsichtigen nach außen gewölbten Abdeckung versehen, die sich an den Stegen abstützt und aus Einzelelementen dachpfannenartig aufgebaut ist und jedes Einzelelement zweckmäßigerweise mindestens zwei Sicken zweier nebeneinanderliegenden Elemente federnd überspannt. Dadurch wird bei Einwirkung von Strahlung die Wirksamkeit der Dachabdeckung hinsichtlich der Wärmeaufnahme wesentlich erhöht,da aufgrund des durch die durchsichtige Abdeckung auftretenden Gewächshauseffektes die Temperatur der Abdeckplatte wesentlich über die Umgebungstemperatur ansteigt.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Dachabdeckung. Dabei werden die Rohre an die Vor- bzw. RücklaufSammelleitung angeschlossen, wobei die Rohre parallel zueinander verlaufen und ihr Abstand voneinander vorzugsweise annähernd der Breite eines Elementes entspricht. Anschließend wird von unten beginnend ein Element mit seiner Sicke auf das Rohr aufgesteckt und in seinem oben liegenden Bereich auf der Unterkonstruktion befestigt. Anschließend wird ein nächstes Element oberhalb des bereits befestigten Elementes auf das Rohr aufgesteckt und in das bereits befestigte Element eingeschoben. Auch dieses Element wird an der Unterkonstruktion befestigt und nach Fertigstellung zumindest zweier nebeneinanderliegender Reihen von Elementen wird zumindest eine Verbindungsschiene über die Stege geschoben. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen der Unterkonstruktion und dem Element eine Schicht aus einem wärmeisolierenden Stoff anzuordnen, die das Auftreten von Schwitzwasser bei Unterschreiten des Taupunktes verhindern soll. Die

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Befestigung der Elemente an der Unterkonstruktion wird zweckmäßigerweise in dem Bereich des Elementes vorgenommen, in dem sich zwei in Richtung/ler Dachneigung bzw. in vertikalter Richtung benachbarter Elemente überlappen. Zwischen der Unterkonstruktion und den Elementen wird vorteilhafteneise eine wasserdichte Folie vorzugsweise aus Kunststoff angeordnet, die das sich an den Elementen evtl. bildende Kondenswasser ableitet.

Die Erfindung ist anhand des in den Figuren 1 bis k schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen

Figur 1 eine Ansicht einer Dachabdeckung gemäß

der Lehre der Erfindung sowie einen vergrößerten Ausschnit

Figur 2 eine Draufsicht auf einen Teil dieser Dachabdeckung

Figur 3 die vergrößerte Aufsicht auf ein Element

Figur k einen Schnitt durch einen Teil der Dachabdeckung

Die Dachabdeckung besteht aus einer Vielzahl von Einzelelementen 1, die aus Kupferblech mit einer Wanddicke von 0,6 mm in einem geeigneten Werkzeug hergestellt wurden. Die Elemente sind dachpfannenartig auf die Unterkonstruktion, d.h. die Dachlatten oder eine Einschalung aufgenagelt. Jedes Element weist mindestens eine Sicke 2 auf, in welcher ein Rohr 3, beispielsweise ein Kupferrohr von 10 mm Außendurchmesser und einer Wanddicke von 0,6 mm verläuft. Die Rohre 3 sind U-förmig gebogen, wobei der unten liegende Teil k nach unten gebogen ist. Die auf einem höheren Niveau gelegenen Enden der Rohre 3 sind mit einer VorlaufSammelleitung 5 bzw. einer RücklaufSammelleitung 6 eines Kreislaufs fluidleitend verbunden. Vor- und RücklaufSammelleitung 5 und 6 sind vorteilhafterweise an eine Wärmepumpen-

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anlage angeschlossen. An der Aufnahme der Wärmeenergie aus der Umgebungsluft nimmt die ganze Dachabdeckung teil, wobei sich die gute thermische Leitfähigkeit der Elemente 1 aus Kupfer positiv bemerkbar macht.

Der Übergang vom Element 1 zum Rohr 3 ist dadurch optiemiert, daß das Rohr 3 über seine gesamte Länge in direktem Kontakt zum Element 1 steht.

Gleichfalls ist es möglich, die Dachabdeckung gemäß der Lehre der Erfindung zur direkten Beheizung von Räumen oder Brauchwasser zu verwenden, in dem das Brauchwasser direkt durch die Rohre 3 geleitet wird, oder aber ein Wärmeträger innerhalb der Rohre 3 fließt und seine Wärme über einen gesonderten Wärmetaucher an das Brauchwasser oder einen Speicher für Brauchwasser oder Heizung abgibt. Insbesondere für diesen Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Dachabdeckung mit einer durchsichtigen Abdeckung zu versehen. Diese Abdeckung besteht zweckmäßigerweise aus einer flexiblen Haube, beispielsweise aus Polyacrylsäureester, welche in nicht dargesfe&lter Weise gewölbt und zwischen den Stegen 7 eingespannt wird, wobei die Haube vorteilhafterweise mindestens zwei nebeneinander verlaufende Sicken 2 überspannt. Die Abdeckung besteht ebenfalls aus einer Vielzahl von Einzelelementen, die sich dachpfannenartig überlappen.

Nach F- rtigstellung der Dacheindeckung bzw. zumindest zweier nebeneinanderliegender Reihen von Elementen 1 wird über die Stege eine oder mehrere Verbindungeschienen 8 geschoben.

In der Figur 2 ist die Art der Befestigung der Elemente auf einer Unterkonstruktion deutlich jpmacht. Nachdem die Rohre 3 an die Vor- und RücklaufSammelleitung 5 und 6 ange-

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schlossen sind, werden einzelne Elemente 1 von unten beginnend an den Dachlatten durch Kupfernägel 10 befestigt. Erreicht die Abdeckung die Rohre 3, so werden die Elemente 1 mittels ihrer Sicke 2 auf die Rohre 3 aufgesteckt und entsprechend dem Dachlattenabstand in das darunterliegende Element geschoben, wobei sie die Nägel 10 überdecken. Zu diesem Zweck ist jedes Element 1 (s. Figur 3) so ausgebildet, daß seine aus der Ebene des Elementes 1 herausragenden Stege 7 unter einer Neigung zur Längsachse der Elemente 1 bzw. der Sicke 2 verlaufen. Da die Elemente 1 aus rechtwinkligen Blechen gefertigt wurden, verjüngt sich der parallel zur Ebene des Elementes 1 verlaufende Teil 11 der Stege 7· Jedes Element 1 ist darüber hinaus im Bereich der Sicke 2 erweitert (s. 12), und zwar mindestens um den Wert der Blechdicke des Elementes 1. Dadurch ist gewährleistet, daß sich die Elemente ineinanderschieben lassen. Darüber hinaas ist durch diese Maßnahme gewährleistet, daß das Rohr 3 über seine gesamte Länge in innigem Wärmeleitenden Kontakt zur Sicke 2 und damit zum Element 1 steht.

Die Sicke 2 (s. Figur k und Ausschnitt A) ist so geformt, daß ihre Krümmung im oberen Bereich der Krümmung des durch sie aufgenommenen Rohres 3 entspricht. Ihre Höhe ist etwas größer als der Durchmesser des Rohres 3, so daß Schenkel 13 entstehen, die das Rohr 3 im Abstand zu den Dachlatten halten. Die Schenkel 13 verlaufen nicht parallel sondern sind zueinander geneigt, so daß sich die Elemente auf das Rohr 3 federnd aufspannen lassen.

Zwischen den Dachlatten 9 und den Elementen 1 ist noch eine dünne Folie aus Kunststoff vorgesehen, die evtl. auftretendes Kondenswasser ableitet.

Die erfindungsgemäße Abdeckung kann ebensogut Anwendung finden bei der Verkleidung von Fassaden.

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L e e r s e i t e

Claims

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

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Patentansprüche

Oachabdeckung bzw. Passadenverkleidung aus plattenförmigen Elementen aus Metall, deren in Richtung der Dachneigung bzw. in vertikaler Richtung verlaufende Kanten über Stege mit den entsprechenden benachbarten Kanten kraftschlüssig und abdichtend verbunden sind und die mindestens eine nahezu parallel zu den Kanten verlaufende Sicke zur Aufnahme eines einen wärmeträger führenden Rohres aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (7) der Elemente (l) unter einem kleineren Winkel als 90 zur Längsachse des Elementes (l) verlaufen, daß die Elemente (l) ineinandergeschoben sind, daß die Sicke (2) U-förmig ausgebildet ist, daß der Krümmungsradius der Sicke (2) im unteren Bereich des Elementes (l) um mindestens die Wanddicke des verwendeten Metallblechs größer ist als der Krümmungsradius des übrigen Bereiches der Sicke (2) und daß jedes Element (l) gesondert auf einer Unterkonstruktion (9) befestigt ist.
2. Dachabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Stege (7) gegenüber der Längsachse

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«N6PECT«)

mindestens dem Quotienten aus der Wanddicke des verwendeten Bleches und der Länge des Elementes (l) in Richtung seiner Längsachse vorzugsweise dem 1,15-bis 5Facnen dieses Quotienten entspricht.
3. Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet . daß die Stege (7) U-förmig nach innen gebogen und die Stege (7) zweier benachbarter Elemente (l) durch eine übergeschobene Verbindungsschiene (8) mit nach innen gebogenen Endbereichen verbunden sind.
k. Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Verbindungsschiene (8) dem mehrfachen Wert der Länge eines Elementes (l) entspricht.
5. Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Sicke (2) größer ist als der Außendurchmesser des durch sie aufgenommenen Rohres (3).
6. Dachabdeckung nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (13) der Sicke (2) geringfügig aufeinander zugebogen sind.
7· Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (l) aus Kupferblech mit einer Wanddicke zwischen 0,k und 1 nut hergestellt sind.
8. Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3) als nahtlos gezogene Kupferrohre mit einer Wanddicke zwischen O,5 und 1,5 "■" bei einem Durchmesser zwischen 6 und l8 ausgebildet sind.

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9. Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einen der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elenente (l) auf der Unterkoiistruktion (9) aufgenagelt sind.
10. Dachabdeckung nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nägel (IO) aus Kupfer hergestellt sind.
11. Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einen der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elenente (l) in ihrer Größe herkömmlichen Dachpfannen entsprechen und sich um 1 bis 10 cm je nach Dachneigung überlappen.
12. Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3) U-förmig gebogen sind und die auf einen höheren Niveau gelegenen Enden der Rohre (3) an horizontal verlaufende Vor- und Rücklauf Sammelleitungen (5,6) eines Kreislaufs angeschlossen sind.
13· Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einen der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Rohre (3) in abgelängten Zustand in den Sicken (2) angeordnet sind und die auf einen höheren Niveau gelegenen Ende der Rohre (3) nit einer nahezu horizontal verlaufenden Rücklaufsannelleitung (6) und die auf einen niedrigeren Niveau gelegenen Enden nit einer VorlaufSammelleitung verbunden sind.
l4. Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einen der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (2) nit einer biegbaren durchsichtigen nach außen gewölbten Abdeckung versehen sind, die sich an den Stegen (7) abstützt und aus Einzelelenenten dachpfannenartig aufgebaut ist.

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15. Dachabdeckung nach Anspruch ik, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einzelelement mindestens die Sicken (2) zweier nebeneinanderliegender Elemente (l) federnd überspannt.
16. Verfahren zur Herstellung einer Dachabdeckung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre an die Vor- bzw. Rücklaufsammelleitung angeschlossen werden, wobei die Rohre parallel zueinander verlaufen und ihr Abstand voneinander vorzugsweise annähernd der Breite eines Elementes entspricht, daß von unten beginnend ein Element mit seiner Sicke auf das Rohr aufgesteckt und in seinem oben liegenden Bereich auf der Unterkonstruktion befestigt wird, daß ein nächstes Element oberhalb des bereits befestigten Elementes auf das Rohr aufgesteckt und in das bereits befestigte Element eingeschoben wird, daß auch dieses Element an der Unterkonstruktion befestigt wird, und daß nach Fertigstellung zumindest zweier nebeneinander liegender Reihen zumindest eine Verbindungsschiene über die Stege geschoben wird.
17· Verfahren nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Unterkonstruktion und dem Element eine Schicht aus einem wärmeisolierenden Stoff angeordnet wird.
18. Verfahren nach Anspruch l6 oder 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente im Bereich der Überlappung an der Unterkonstruktion befestigt werden.
19. Verfahren nach Anspruch l6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Unterkonstruktion und den Elementen eine wasserdichte Folie, vorzugsweise aus Kunststoff, angeordnet wird.

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