DE2945209C2

DE2945209C2 - Hallenbauwerk, insbesondere Zeltbauwerk

Info

Publication number: DE2945209C2
Application number: DE19792945209
Authority: DE
Inventors: Rüdiger 7750 Konstanz Behrend
Original assignee: Behrend Klaus Ing Grad 3050 Wunstorf
Current assignee: BEHREND, KLAUS, ING.(GRAD.), 3055 HAGENBURG, DE
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1983-08-04
Also published as: DE2945209A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Hallenbauwerk, insbesondere Zeltbauwerk.

Die Wärmeisolierung solcher Bauwerke ist besonders wichtig, da sie eine sehr dünne Außenhaut besitzen, gleichzeitig aber auch besonders schwierig aus zwei Gründen. Gewöhnlich sind die Tragkonstruktionen und die Außenhautflächen für größere Gewichtsbelastungen in nicht geeignet, so daß großflächige Isolierwerkstoffe von angemessener Dicke schon aus diesem Grunde ausscheiden. Zum anderen können Hallen aufgrund ihrer transluzenten Außenfläche, z. B. aus Glas oder textlien Werkstoffen, mit Tageslicht beleuchtet werden. Wärmeisolierende Werkstoffe sind jedoch in der Regel lichtundurchlässig, starr und schwer zu befestigen.

Aus der deutschen Auslegeschrift 16 84 561 ist ein doppelwandiges Zelt bekannt, dessen Innenhaut nach Art einer Steppdecke an regelmäßig verteilten Befesti- mi gungspunkien mit der Außenhaut verbunden ist. Der zwischen diesen beiden Zeltwänden gebildete zusammenhängende Mantelraum ist mittels eines Gebläses mit einem gegebenenfalls vorgewärmten Gas beaufschlagbar, welches den Mantelraum durch Entlüftungsöffnungen verläßt.

Ein solcher Mantelschichtraum schwankender Dicke wird jedoch Undefiniert durchströmt, zumal wenn die innenhaut auf einem Stützgerüst aufliegt. Eine nennenswerte Isolierwirkung kann daher nicht entstehen. Außerdem ist ein doppelwandiges Zelt schwierig herzustellen und nicht an unterschiedliche Anwendungsfälle und klimatische Verhältnisse anpaßbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine großflächig gleichmäßig wirksame Wärmeisolierung vorzuschlagen, welche rationell hergestellt und auch in ein bestehendes Hallenbauwerk einfach, eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit Abstand von der Innenseite seiner Außenhaut aus einem bahnförmigen flexiblen Werkstoff bestehende Hohlmatten angeordnet sind, die parallel nebeneinanderverlaufende schlauchartige Kanäle enthalten, die _-j einem eine Luftströmungsschicht bildenden Kanalsystem zusammengeschlossen sind, und daß diesem Kanalsystem Wärmetauscher vor- oder nachgeschaltet sind.

Die erwähnten Hohlmatten haben ein geringes Gewicht und können an der Tragkonstruktion oder gegebenenfalls auch an der Außenhautfläche befestigt werden. Sie sind im gleichen Maße flexibel wie eine Zeltbespannung und können trotz serienmäßiger Fertigung jeder Dach- oder Wandkrümmung angepaßt werden. Zweckmäßigerweise werden die Hohlmatten aus einer lichtdurchlässigen Kunststoffolie gefertigt, so daß die natürliche Beleuchtung kaum beeinträchtigt wird. Die Bauart kann derjenigen von Luftmatratzen entsprechen. Es ist aber auch möglich, mehr oder weniger fest gebündelte einzelne Schläuche vorzusehen.

Während bei üblichen Wärmeisolierungen mit Hilfe von Isolierstoffen der Wärmedurchgang erschwert wird, besteht die wärmeisolierende Wirkung bei dem Hallenbauwerk nach der Erfindung darin, daß eine Luftströmungsschicht gebildet wird, welche fortwährend die in sie eindringende Wärme aufsammelt und wieder zur Verfügung stellt. Insbesondere kann die wiedergewonnene Wärmeenergie durch eine Vollklimaanlage zur Hallenklimatisierurr? oder zur Brauchwassererwärmung weiter verwendet werden.

Die Luft wird im Umlauf durch das Kanalsystem geführt. Es wird also zwischen Auslaß und Einlaß des Kanalsystems eine Druckdifferenz erzeugt, so daß die Luft im Kanalsystem in Strömung versetzt wird. Dies geschieht vorteilhafterweise mittels eines Gebläses, wobei der hierdurch erzeugte Überdruck die Hohlmatten aufbläht und eine Strömung der Luft bewirkt.

Im Winter bei tiefen Außentemperaturen erwärmt sich diese strömende Luftschicht vorwiegend von der beheizten Halle her, weil sich die warme Luft des Halleninneren unter der Dachfläche staut. Somit strahlt a'so die Wärme der Hallenluft nicht ungenutzt ab, sondern wird von der strömenden Luftschicht eingesammelt und wieder zur Verfügung gestellt. Im Sommer bei hohen Außentemperaturen erwärmt sich die strömende Luftschicht vorwiegend durch die Sonneneinstrahlung von außen. Auch in diesem Fall wird der strömenden Luft die Wärme durch die nachgeschalteten Wärmetauscher entzogen und zur nutzbringenden Verwertung zur Verfügung gestellt. Somit ergibt sich der Effekt einer hochwertigen herkömmlichen Wärmeisolierung.

Zudem ist das Kanalsystem auch zum Beheizen der Außenhautfläche zu verwenden. Zeltbauwerke, die nicht zur Abtragung von Schneelasten ausgelegt sind, müssen bei Schneefall wenigstens so beheizt werden, daß der gegebenenfalls aufruhende Schnee abschmilzt. Bei dem

Hallenbauwerk nach der Erfindung ist es indessen möglich, statt einer Beheizung der ganzen Halle, lediglich die infolge geringer Neigung schneegefährdeten Dachflächen gezielt zu beheizen.

Das Kaiialsystem mit parallel geführten Kanälen wird an einem Ende durch quer dazu verlaufende Zuführkanäle gespeist und am anderen Ende durch quer verlaufende Abzugskanäle entlüftet Die Schichtströmung kann in horizontaler Richtung oder in Richtung der Neigung der Außenhautflächen geführt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen ist so bemessen, daß sich die Luft in den parallelen Kanälen einerseits nennenswert erwärmen kann aber andererseits noch nicht die Temperatur erreichen kann, die an der wärmeren Seite der Kanalwände herrscht.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die parallelen Kanäle einer Hohlmatte iu mehreren Lagen angeordnet und die jeweils übereinander liegenden Kanäle in Reihe geschaltet sind. Dadurch wird die Isolierwirkung erheblich verbessert Ferner wird vorgeschlagen, daß mittels des die Luftströmung erzeugenden Gebläses durch Umkehrung der Drehrichtung des Gebläses ode. mittels einer besonderen Luftleiteinrichtung, d.h. mit Klappen od.dgl., die Strömungsrichtung umkehrbar ist. Man leitet damit die Luft in der Reihenfolge durch die übereinander geschichteten Kanäle, die der Richtung der Wärmewanderung durch die Hallenaußenhaut entgegengesetzt ist, nämlich im Sommer von innen nach außen und im Winter von außen nach innen. Schließlich kann man der aufgewärmten strömenden Luftschicht so weit Wärme entziehen, daß auch bei niedrigen Außentemperaturen die Temperatur der Luft vor dem Einblasen geringer ist als die Außentemperatur.

Wenn also z.B. die Außentemperatur 1O⁰C, die Temperatur der eingeblasener. Luft 5° C und die Hallentemperatur 20⁰C beträgt, dann nimmt die eingeblasene Luft zuerst Wärme von außen auf und erst beim Durchwandern der weiter innen liegenden Kanäle des Kanalsystems auch Wärme vom Halleninneren auf. Diese aufgenommene Wärmeenergie wird durch Wärmepumpen zurückgewonnen, so daß das Hallenbauwerk auch bei ungünstigen Witterungsverhältnissen keine Wärmeenergie durch die Außenhaut verliert, sondern eine zusätzliche Energiegewinnung aus der Außenluft ermöglicht wird. Ist die Außentemperatur höher als die Temperatur im Halleninneren, wird nach dem beschriebenen Vorschlag küh;ere Luft als die Außenhift eingeblasen, um eine Kühlung der Halle zu erreichen.

Um bei großen Flächen eine gleichmäßige Wirkung zu erzielen, können wenigstens zwei ineinander verspleiüte Kanalsysteme mit entgegengesetzten Strömungsrichtungen vorgesehtn sein. Die innerhalb einer Lage benachbarten Kanäle werden in entgegengesetzten Strömungsrichtungen durchströmt. Somit müssen an zwei gegenüberliegenden Seiten je ein Zufuhr- und ein Abzugskanal vorgesehen Sein.

Bei vielen Hallenbauwerken führt die feuchtigkeitsundurchlässige Außenhat zu dem sogenannten Schwitzwasserproblem. Schwitzwasser tritt besonders im Winter auf, wenn sich Wasserdampf aus der Hallenluft an der kühlen Außenhaut niederschlägt. Damit dieses Schwitzwasser nicht von der Hallenhaut tropft und auch zum Zweck der Regulierung der Luftfeuchtigkeit in der Halle wird vorgeschlagen, daß die dem Halleninnenraum zugewandten Flächen der Hohlmatten aus einem feuchtigkeitsabsorbierenden und -durchlässigen WerkStoff, beispielsweise einem Baumwollstoff, bestehen. Die erwähnte Luft in den inneren Kanälen ist somit in der Lage, Luftfeuchtigkeit aufzunehmen. Dies gilt insbesondere für ein mehrschichtiges Kanalsystem, bei dem die Luft in den äußeren Kanälen vorgewärmt wird und dann erst im letzten inneren Kanal mit dem feuchten Baumwollstoff in Berührung kommt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Im

κι einzelnen zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer teilweise aufgeschnittenen Hohlmattenanordnung für eine halbrund gewölbte Halle,
F i g. 2 einen Längsschnitt U-II einer Mattenreihe.

ι--, Die dargestellten Hohlmatten 1 bestehen aus im Querschnitt etwa quadratischen Kanälen 5,6, die in drei Lagen angeordnet sind. Als Werkstoff für die Hohlmatten ist eine durchscheinende Kunststoffolie verwendet mit Ausnahme der zur Halleninneaseite gewandten Fläche, die aus einem Baumwollgewebe besteht In Längsrichtung sind die einander entsprechenden Kanäle 5, 6 der einzelnen Hohlmatten ' verbunden. In Querrichtung, d. h. im vorliegenden üeispie! in Umfangsrichtung der Hallenwölbung, sind die Hohlmatten

2-, 1 eng aneinander befestigt. Sie sind mit Hilfe von Traggliedern 2 in einem Abstand von ca. einem Meter von der schematisch angedeuteten Hallenaußenhaut 3 aufgehängt.

An beiden Stirnenden der Halle ist je ein bogenförmi-

JO ger Kanal vorgesehen. F i g. 1 zeigt einen Zuführkanal 4, der durch Öffnungen die außenliegendcn Kanäle 5 der Hohlmatten 1 speist. In diesen strömt die Luft zum gegenüberliegenden Stirnende der Halle. Dort sind sämtliche äußeren Kanäle 5 der Hohlmatten 1 mit den

η darunterliegenden mittleren Kanälen verbunden. Die Luft strömt also wieder zurück und wird an dem, dem Zuführkanal 4 zugewandten Stirnende der Hohlmatte 1 wiederum nach unten in die inneren Kanäle 6 umgelenkt. Diese münden in einen Abzugskanal 7 der aus F i g. 2 ersichtlich ist. Von dort brinft ein schematisch angedeuteter Rückführkanal 8 die Luft zu einem Wärmetauscher S, der ihr Wärme entzieht. Schl'cßlich vervollständigt ein Gebläse 10, das am Zuführkanai 4 angeschlossen ist, den Kreislauf. Eine 5 schematisch dargestellte Luftleiteinrichtung 11 erlaubt eine Vertauschung der Gebläseanschlüsse zur Strömungsumkehrung in die entgegengesetzte Richtung, so daß aus den Einlassen der Kanäle Auslässe werden und umgekehrt. Statt einer solchen Luftleiteinrichtung 11

,Ii könnte auch ein richtungsumschaltbares Gebläse vorgesehen sein.

Die gezeigte Schaltanordnung entspricht dem Betriebszustand im Winter. Beispielsweise sei angenommen, daß in dem Zwischenraum 12 zwischen der

-,ι Außenhaut 3 und den Hohlmatten 1 eine Temperatur von etwa + 10⁰C herrsche. Man wird dann die Luft mit etwa 5°C einblasen Sie erwärmt sich zunächst in den äußeren Kanälen 5 der Hohimatten 1 vorwiegend durch die Außentemperatur und mögliche Sonneneinstrah-

bd lung, in den mittleren Kanälen und inneren Kanälen 6 dagegen eher durc\ Wärmewanderung vom Halleninnenraum her, der eine Temperatur von etwa 20°C haben mag. Diese Wärme wird an dem Wärmetauscher 9, der Bestandteil einer Wärmepumpe sein kann, wiedergebt wonnen und zur Beheizung der Halle verwandt.

Bei tropf- und schwitzwassergefährdeten Hallen nimmt die erwärmte Luft der inneren Kanäle 6, deren untere Wandungen aus Baumwollgewebe bestehen.

dieses Tropfwasser und zusätzliche Feuchtigkeit auf. die dann am Wärmetauscher kondensiert. Zum Abschmelzen von Schnee wird die Luft bei der Anordnung nach Fig. 1 mittels des Wärmetauschers 9 erwärmt.
An den bogenförmigen Zuführ- und Abzugskanälen 4, 7 können Gebläse und Wärmetauscher auch an beiden Fußenden angebracht werden, wodurch die Versorgung der in Hallenlängsrichtung verlaufenden Kanäle 5,6 von beiden Seiten her und dadurch besser gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hallenbauwerk, insbesondere Zeltbauwerk, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand von der Innenseite seiner Außenhaut (3) aus einem bahnförmigen flexiblen Werkstoff bestehende Hohlmatten (1) angeordnet sind, die parallel nebeneinander verlaufende schlauchartige Kanäle (5, 6) enthalten, die zu einem eine Luftströmungsschicht bildenden Kanalsystem zusammengeschlossen sind, und daß diesem Kanalsystem Wärmetauscher (9) vor- oder nachgeschaltet sind.

2. Hallenbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmungseingänge sowie die Luftströmungsausgänge der Hohlmatten (1) jeweils in einem schlauchartigen Zuföhrkanal (4) bzw. Abzugskanal (7) enden.

3. Hallenbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle einer Hohlmatte (1) in mehreren Lagen angeordnet und die jeweils übereinanderliegenden Kanäle (5, 6) in Reihe gescha'ict sind.

4. Hallenbauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Luftströmung in den Hohlmatten erzeugendes Gebläse (10) und gegebenenfalls eine Luftleiteinrichtung (11) zur Umkehrung der Strömungsrichtung vorgesehen ist.

5. Hallenbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei ineinander verspleißte Kanalsysteme mit entgegengesetzten jo Strömungsrichtungen vorgesehen sind.

6. Hallen'-iuwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Halleninnenraum zugewandten Flächen der Honlmatten (1) aus einem feuchtigkeitsabsorbierendtfl und teuchtigkeitsdurchlässigen Werkstoff bestehen.

7. Hallenbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlmatten (1) aus einer lichtdurchlässigen Kunststoffolie bestehen.

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