DE3134404T1

DE3134404T1 - Method and means for recuding the heat consumption in a building or the like

Info

Publication number: DE3134404T1
Application number: DE813134404T
Authority: DE
Inventors: M Von Platen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-22
Filing date: 1981-01-19
Publication date: 1982-05-06
Also published as: DK152995B; CA1167228A; GB2080854A; DK152995C; FI69895B; BE887177A; GB2080854B; EP0044321B1; IE50766B1; IE810115L; SE8105414L; WO1981002176A1; NO160016B; NO160016C; DE3134404C2; US4461129A; FI69895C; FI812948L; NL8120009A; EP0044321A1

Description

313U(H

METHGDEIM UND MITTEL ZUR REDUZIERI ING DES WÄRMEVERBRAUCHS IN EINEM GEBÄUDE ÜDER ÄHNLICHEM

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Methode zur Reduzierung des Wärmeverbrauchs in einem Gebäude ader ähnlichem.

Bei der Erfindung handelt es sic;h auch um eine Vorrichtung zur Durchführung., der Methode. . , . ....

Die steigenden Energiekasten und die sich daraus ergebenden*.<.-.' intensiven Energieeinsparungen haben dazu geführt, daß man. .". Versuche unternommen hat, bei Wohnhäusern den Energiever- *·ί.." brauch so niedrig wie möglich zu halten. Dies geschieht vornehmlich durch Senkung der Llbertragungsverluste durch ; ;"; die Wände und das Dach des Hauses, uias durch verbesserte " " Isolierung, den Einbau von Doppelverglasung usuj. erreicht :...;„ wird, d.h. also durch Verbesserung des K-Wertes der. Gebäudekonstruktion, es geschieht aber auch durch Senkung der Ventilationsverluste und der Undichtigkeiten, was durch Wärmerückgewinnung im Ventilationssystem oder durch Abdichten kleiner Öffnungen an Fenstern und Türen und anderer unerwünschter Luftdurchlässe erreicht wird.

Es ist eine altbekannte Tätsache, daß ein verstärktes Heizen zur Beibehaltung einer bestimmten Innentemperatur erforderlich ist, wenn es windig ist, im Gegensatz zu Windstille, selbst wenn die Außentemperatur die gleiche ist, und entsprechend der vorliegenden Vorstellung ist dies verbunden mit der Tatsache, daß es im Haus bei stärkerem Wind mehr "zieht". Infolgedessen werden an den Häusern Windschutze verwendet, die der vorherrschenden Windrichtung entgegenstehen. Pflanzen und Hecken wurden lange zu diesem Zweck eingesetzt. In jüngster Zeit werden auch künstliche Windschutze in Form von Windnetzen verwendet, besonders bei Treibhäusern und oftmals in Verbindung mit Wällen aus Pflanzen. Der Windschutz wird im Boden rings um das Haus in angemessener Entfernung angebracht, so daß sich das Haus in der geschützten Zone hinter dem Windschutz befindet.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es durch den Wind im Haus nicht nur mehr "zieht" und dadurch die Ventilationsverluste und die Luftdurchlässigkeiten verstärkt werden, sondern daß auch zu einem hohen Anteil die Übertragungsverluste durch die Wände und das Dach des Hauses beeinflußt werden; daher isfc die technische Gestaltung des Gebäudes nicht allein entscheidend für den Anteil der iibertragungsverluste. Durch die Übertragung findet eine Wärmeströmung von den verschiedenen Flächen des Hauses in die umgebende Luft statt, sobald die Flächen eine höhere Temperatur haben als die Außenluft. Die Wärmeübertragung durch Wände und Dächer ist umso größer,

seite der Wände und Dächer entuickelt sich eine Übertragungsströmung, deren Geschwindigkeit sich mit dem Ansteigen des Temperaturunterschiedes verstärkt. Der Erfinder hat festgestellt, daß sich die Luft in der Nähe der Flächen des Hauses bei ansteigenden Wind schneller bewegt als die oben beschriebene auftretnnde natürliche Übertragung, und somit steigen auch die Übartragungsverluste merklich an, weil die Außenschicht der urujärmten Luft, die sich bei ruhigem Wetter unmittelbar an der Außenfläche des Hauses befindet und einen stärkeren Widerstand gegen die Wärmeübertra·*···?- gung bildet, mehr oder wnnlger schnell durch den Luf ts from ,.·>·„ der sich entlang der Flnchnn bewegt, weggeFegt uird, mit '.:..* dem Ergebnis, daß die iJbertragungsverluste steigen. ·

Es ist allgemein bekannt, daß stehende Luft ein ausgezeicßpe-»* tes wärmeisolierendes Material bildet, und es ist daher von-, Bedeutung, daß eine möglichst dicke Luftschicht um eruärni"·,,;./ te öder abgekühlte Gebäudn gebildet uiird, um die Übertragungsverluste zu mindern. Auf der anderen Seite ist es ,*".". nicht erforderlich, diese stehende oder fast stehende Luft.-:'." schicht in die V/erk leiduncj des Hauses einzubauen. Die Luftschicht erzeugt außerhalb der Verkleidung eine besser? "" Wirkung, da die wertvollm Htrahlen der Sonnenenergie nicht behindert werden, ωεπη din stehende Luft nicht in anderes Material eingeschlossen int, z.B. Glaswolle, Kunststoff, usw., denn iuenn die Verkleidung eines'Gebäudes auf herkömmliche Weise isoliert lat, werden die Strahlen bis zu dem Ausmaß ausgeschlossen, daß sich die Isolierung verstärkt. Dies ist besonders of fenn U:h tuch bei Treibhäusern.

Um besagten thermischen Effekt des Windes beträchtlich zu reduzieren und im Idealfn.ll wesentlich auszulöschen, beinhaltet die Methode entsprechend der Erfindung zur Reduzierung des Wärmeverbrauchs in einem Gebäude oder ähnlichem, speziell in einem Wohnhaus, die aus Anspruch 1 hervorgehenden Eigenschaften.

Bei der Erfindung handelt es sich auch um Vorrichtungen zur Durchführung der Methode entsprechend Anspruch 3.

Die V/erwendung eines Windschutzes bei Gebäuden ist an sich keine Neuheit. So sind in der ausgelegten norwegischen Spezifikation 131.399 V/orrichtungen zur Uerhinderung reduzierten Drucks auf flachen oder leicht schrägen Dächern beschrieben, deren äußere Kanten mit einer Wölbung enden, die eine Fortsetzung der Hauswand bildet. Bei den Vorrichtungen ist eine Führungsfläche in Form eines Bleches oberhalb der Wölbung in einem gewissen Abstand davon, so daß ein Teil des Windes, der entlang der Wand und der Wölbung gedruckt uird, über das Dach weggeleitet wird durch die Führungsfläche. Gegenstand ist hier, daß in der speziellen Dachkonstruktion, auf die in der ausgelegten Spezifikation Bezug genommen wird, das Dach davor geschützt werden soll, daß es ganz oder teilweise losgerissen wird infolge des reduzierten Druckes, der sich über dem Dach entwickelt.

In der ausgelegten deutschen Spezifikation 2.317.5^5 werden Vorrichtungen zur Senkung oder Behebung von Sogkräften beschrieben, die der Wind bei flachen oder leicht geneigten Dächern erzeugt. Diese Uorrichtungen enthalten Störelemente, die über die Enden des Daches hinausragen und deren Zuieck die Störung von Strömungsverhältnissen des Windes ist, während die Bildung von Turbulenzen reduziert oder ausgeschlossen wird. Die Störelemente können die Form luftdurchlässiger Gitter haben.

Somit beziehen sich diese beiden bekannten Vorrichtungen auf die Anwendung eines Windschutzes bei speziellen Dachkoretruktionen, um die dynamische Wirkung des Windes auf die Dachkanstruktion zu verringern. Andererseits wurde der thermische Effekt des Windes bei diesen Vorschlägen nicht berücksichtigt, und es uiurden keine Vorrichtungen vorgeschlagen zur Senkun'g des 'ÜJärmeverbrauchs in Gebäuden oder ähnlichem durch Beeinflussung dieses thermischen Effekts.

Zur Erklärung der Erfindung ujird diese 'im einzelnen nachstehend beschrieben mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wie folgt:

ABB. 1 ist eine grafische Darstellung, die den Wärme- : verbrauch in einem Haus zeigt

ABB. 2 ist die grafische Ansicht eines Hauses mit Darstellung der durch den Wind rings um das Haus verursachten Luftströmungen

ABB. 3 ist eine Ansicht, entsprechend Abb. 2, bei der auf dem Dach ein Windschutz montiert wurde zur Senkung des thermischen Effektes des Windes auf den Energieverbrauch im Haus

ABB. h ist die grafische Perspektive eines Hauses mit angebrachtem Windschutz gemäß der Erfindung, sowohl auf dem Dach als auch an der Fassade.

ABB. 5 ist die grafische Grundrißansicht einer Anzahl Häuser mit Darstellung der Luftströmungen und einer weiteren Anwendungsform der Vorrichtungen gemäß der Erfindung.

ABB. 6 ist die grafische Perspektive eines Treibhauses mit Darstellung der Luftströmungen über dem Dach des Treibhauses.

ABB. 7 ist eine Teilperspektive des Treibhauses in Abb. G, ausgestattet mit Vorrichtungen zur Anwendung der Methode entsprechend der Erfindung.

ABB. 8 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Treibhauses in Abb. 7. .

ABCl. Ί ist ein Te i Irii. a η ramm ähnlich der Abb. B, die eine augei'mder te Anutindungsfürm der Vorrichtungen entsprechend der Erfindung darstellt.

ABB.1O ist eine grafische Teilansicht der Vorrichtungen der Abb. 9.

ABB.11 ist die grafische Grundrißansicht einer Vielzahl von zylindrischen üllagertanks.

ABB.12 ist eine Seitenansicht eines einzelnen Qllagertanks, ausgestattet mit einer Vorrichtung zur Anwendung der Methode entsprechend uQfözidthl

ABB.13 ist eine Grundriß ansieht des UlIaQGr Lanka in Abb. 12.

ABB.Iit ist die unterbrochene Vertikalansicht einer baumäßigen Anwendungsform eines Windschutzes, und

ABB.15 ist eine Querschnittansicht einer der Stangen des Windschutzes in Abb. 1^

Wie zu Anfang erwähnt, werden nicht nur die Ventile) t Lonsverluste und die Luftdurchlässigkeiten vom üJind bot; Influßt, sondern auch die Übertragungsverluste durch Wunde und Dächer. Die Wärmeverluste infolge des Windes 3ind «- natürlich in allen Fällen unterschiedlich, weil si« davon abhängen, wie das Haus gestaltet ist und uie es 11 ι μ 11, und ihr Anteil an den gesamten UIarmeverlusten ist unterschiedlich, je nachdem, ob sich das" Haus 'in einer windigen Gegend befindet oder nicht. Die grafische Darstellung ".. in Abb. 1, auf die wir zuerst Bezug nehmen, bezieht: sich . auf ein besonders freistehendes Haus im äußersten [itiden ·^: Schwedens und uiurde nach Informationen νση Messunqmi' erstellt, die in der Praxis durchgeführt morden sind, und ; zuiar während einer Heizperiode von Oktober bis Mai. In der Darstellung ist der Unterschied zwischen der Innrm- :,. temperatur und der Außentemperatur, bezeichnet als *T, in Grad Celsius auf der waagerechten Achse gegeben, während der Energieverbrauch pro Tag in kWh auf rinn beiden senkrechten Achsen (kWh/2^t+h) gegeben ist. Der Anteil des Energieverbrauchs, der sich auf Energieverlus ti; durch Haushalt und Warmwasser bezieht, ist durch die waagrechte Punkt-Strich-Linie A angezeigt. Dieser Energieverl.uu t- ist hauptsächlich davon abhängig, welche Temperaturun Lüi'ochiede und welche Windgeschwindigkeit jeweils vorherrschen. Über diesem Energieverlust ist der Energieverlust, der sich durch die Übertragungsverluste durch Wände und Dächer ergibt und unter Berücksichtigung von ruhigem Wetter, durch die Punkt-Strich-Linie B angezeigt. Es ist leicht ersichtlich, daß dieser Energieverlust nicht nur von dem herrschenden Temperaturunterschied abhängt, sondern auch davon, wie windig es ist, uas in der Darstellung durch eine Anzahl Punkt-Strich-Linien 1-1o oberhalb der Linie B gezeigt wird, wobei die Zahlen auf den entsprechenden Linien die aufgetretene Windgeschwindigkeit in m/s angeben. Es wird deutlich sichtbar, daß der Energieverlust infolge des Windes oberhalb der Linie B einen wesentlichen Anteil des gesamten Energieverbauchs ausmacht. Es handelt sich um zwei Arten von Verlust, einmal die Übertragungsverluste durch die thermischen Auswirkungen des Windes und zum anderen die Ventilationsverluste.'Die Übertragungsverluste steigen auch bei niedrigen Windgeschwindigkeiten stark an, während die Ventilationsverluste nur bei höheren Windgeschwindigkeiten stark ansteigen. Gemeinsam ergeben die beiden Arten von Wärmeverlust infolge Wind eine Kombination nach folgender Formel:

ΔΤ X V X A = Q

-Λ 31344(Η

ujabei

AT der Unterschied zwischen der Außen- und Innentemperatur in ⁰C ist

V din Windgeschwindigkeit in m/s ist

A eine Konstante ist

Q der Wärmeverlust in kUJh/24h ist.

In einem gut isolierten und gut abgedichteten Haus wie in der vorliegenden Darstellung bestehen die Energieverluste infolge LJind hauptsächlich aus Übertragungsverlust π π infolg ε des hl indes. Der Energieverlust infolge Wind bilrlnt einen solch wesentlichen Anteil am gesamten Energieverbrauch bei jedem bestehenden Temperaturunterschied ΔΤι daß es mehr als angebracht erscheint, diesen ·' Teil des Energieverbrauchs kritisch unter die Lupe zu * nehmen und zu versuchen, ihn zu senken, uas möglich ist j bei Verwendung der vorliegenden Erfindung, bei Anschaf- * f ungskos tv.n , die unwesentlich sind -im'Verhältnis zum Ergebnis. -

Abb. 2, auf die wir uns jetzt beziehen, zeigt die Luftbeujegungen an einem Gebäude 11, wenn die Windrichtung dem großen eingezeichneten Pfeil 12 entspricht. An der Windseite, d.h. der rechten Seite des Gebäudes in Abb. 2, entwickelt sich ein Überdruck, der zu einer erhöhten Windgeschwindigkeit rings um das Gebäude, insbesondere jedoch über dem Dach des Gebäudes führt. An der Windschattenseite des Gebäudes, der linken Seite in Abb. 2, entwickelt β Iah ein reduzierter Druck. Es ist sehr schwierig, bei diesen Druckunterschieden ein Gebäude abzudichten. Die Folge ist, daß große Uentilationsverluste sowie große Luftdurchlässigkeiten in Form unbeabsichtigter Ventilation auftreten, wodurch die Windgeschwindigkeit erhöht wird.

Noch wichtiger ist jedoch die Tatsache, daß der reduzierte Druck an der Windschattenseite eine Luftbewegung auslöst, die den Druckunterschied auszugleichen versucht. Halte Luft, die noch nicht von dem Gebäude erwärmt wurde, fließt aus der Umgebung ein. Die äußere Schicht der erwärmten Luft, die sich bei ruhigem Wetter unmittelbar an der Außenfläche des Gebäudes befindet und einen verstärkten Widerstand gegen die Wärmeübertragung bildet, wird weggefegt mit dem Ergebnis, daß der Übertragungsverlust ansteigt.

Der Luftstrom kann beeinflußt werden zur Senkung der Übertragungsverluste infolge Wind und gleichzeitig auch die Ventilationsverluste und die Luftdurchlässigkeiten, indem man einen Windschutz anbringt, wie in Abb. 3 gezeigt. Zwei Windschutzschirme I3_und 14 werden auf dem Dach des Gebäudes montiert. Der Überdruck an der Windseite wird durch die Windschutzschirme nicht beeinflußt, jedoch ist auf der anderen Seite der reduzierte Druck an der Windschattenseite beträchtlich geringer sbxr, wenn die Windgeschwindigkeit durch die zwei Windschutzschirme 13 und 14, die hoch angebracht sind, beeinflußt/wlird. Wenn man

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davon ausgeht, daß die üJindschutzschirme eine Durchlässigkeit von ettja 5o % haben, fällt die üJindgeschujindigkei t, wenn sie durch den ersten üJindschutzschirm geht (13), um etüja 5o %, und beim Durchgang durch den zweiten Windschutzschirm (i4) fällt die bereits gesenkte Windgeschwindigkeit auf 25 % der Geschwindigkeit des freien Windes. Bei durchgeführten l/ersuchen hat man festgestellt, daß das beste Ergebnis erzielt wird, ωεππ die Win rl schutzschirme eine Reduzierung des Windeis van ^o - 6a % erreichen. Mittels der Windschutzschirme 13 und 14 werden die Windsch a t tenbereiche 15 und 16 Erzielt, deren oberste Grenze durch -.-." die Punkt-Strich-Linie 17 angezeigt ist.

Die Anbringung der Windschutzschirme in der in Abb. 3 ge-

zeigten Weise hat einE wesentliche^ Einsparung an Wärme- ..",„ energie zur Folge. Durch dis Erfindung wird daher ein altar : ständiger Irrtum in der BerEchnungsinethode der Übertragungs-ΙΓ Verluste bei einem GebäudE aufgedeckt, daß nämlich die ~ « '· Abhängigkeit vom Wind nicht in der. Berechnung des Wärma- *** übertragungskceefizienten, des sogenannten K-Wertes, ent-_·« halten ist. ' * *

Die Windschutzschirme 13 und 14 können aus Windnetzen der:,,.:« auf dem Markt verfügbaren Ausführungen bestehen. Zum Bei-* spiel Windnetze aus Textilien wie beispielsweise Ritza 65aB, die van der Firma Julius Koch, Kopenhagen, Dänemark hergestellt werden, können im wesentlichen senkrecht zwischen Pfählen oder in Rahmen befestigt werden, jedoch kann man auch Netze oder Gitter aus Metall als Windschutz verwenden. Der Effekt des Windschutzes, der sogenannte Windschatten-Effekt, der mit r bezeichnet werden kann, wird bestimmt durch das Verhältnis

W-Ur .
r = —r. χ 1oo

wobei \l = Geschwindigkeit des freien Windes in m/s Mt = Geschwindigkeit,des Windes hinter dem Windschutzschirm in m/s.

Der Windschatteneffekt wird in Prozenten der Geschwindigkeit des freien Windes durch dieses Verhältnis ausgedrückt.

Eine weitere Verbesserung in der Auswirkung des Windschutzes im Hinblick auf die Einsparung von Wärmeenergie kann erzielt werden, indem man das Gebäude mit weiteren Windschutzschirmen ausstattet, wie in Abb. 4 gezeigt. Nach dieser Abbildung wurde ein rechteckiger Windschutz 18 auf dem Dach des Gebäudes angebracht, während die beidun Fassaden sowohl mit waagerechten Windschutzgehirmun YJ als auch mit senkrechten Windschutzschirmen 2a ausgestattet wurden, die erheblich im rechten Winkel üb"er die Fassaden hinausragen. In entsprechender Weise können auch die Giebel mit Windschutzschirmen versehen werden. Ungeachtet der Richtung, aus der der Wind bläst, wird eine hehrächti1 ehe Senkung der Windgeschwindigkeit erzielt durch diese Anbringung an den AußenfInch en des Gebäudes, und somit auch eine Senkung der llbertrnijuncjoverlugte. f\

Abb. 5 zeigt eine andere Situation, wo durch die Windschutzschirme üJindschattenbcreiche erzeugt werden. Drei Gebäude 21, 22 und 23 sind in der Abbildung gezeigt. Das Gebäude 21 ist nicht mit Windschutzschirmen ausgestattet, und es treten Luftbewegungen in der gewohnten üJeise auf mit ansteigender Windgeschwindigkeit und Turbulenzenströmung in Richtung auf die Gebäude und 22, wie durch die Pfeile angezeigt. Eine solche Strömung verbraucht viel Energie, weil die erwärmte Luftschicht unmittelbar an den Außenflächen des Gebäudes weggeblasen wird mit dem Ergebnis, daß der Widerstand gegen die Wärmeübertragung reduziert wird und die Übertragungsverluste ansteigen. Daa Gebäude 22, welches in der Verlängerung des Gebäudes 21 liegt, ist der gesteigerten Windgeschwindigkeit auggesetzt, die sich entlang der Fassade des Gebäudes 21 entwickelt, und ist davon erheblich betroffen.

In Abb. 5 wurde das Gebäude 23 mit den Windschutzschirmen 25, 26 und 27 ausgestattet, die im rec'hten Winkel erheblieh von der Fassade des Gebäudes 23 vorstehen, in einem bestimmten Abstand in Längsrichtung zur Fassade. Angemessene Sicherungspunkte für den Windschutz sind die Seitenteile von Balkons, da die Schirme dann maximal aus der Fassade herausragen und die Windschattenzonen dann größer sind. Die drei Windnchutzschirme schaffen die Windschattenzonen 2Θ, 29 und 3o, deren äußere Grenze durch die Punkt-Strich-Linie 31 angezeigt ist. Die Windgeschwindigkeit wird entlang der Fassade des Gebäudes durch drei Windschutzschirme rnduziert, so daß das Gebäude 22 in Verlängerung des Mübäudes 23 nicht von steigender Windgeschwindigkeit undtiamit verbundenen üJärmevnrluiiten betroffen wird. Df f erm I. ch tuch können alle IjRhütirli! i\v.v Ahb. '3 mit W indschii l;zE?ch i rrricn in ύν.τ in Abb. 3 und 4 gezeigten Weise versehen werden.

Insbesondere Treibhäuser oder Wärmehäuser benötigen große Mengen Energie in einem kaiten Klima, und diese Energie muß von einem Heizungssystem während eines langen Zeitraums eines Jahres geliefert werden, wenn die Sonneneinstrahlung nicht intensiv genug ist, um die erforderliche Temperatur im Treibhaus aufrechtzuerhalten. Windschutzschirme zur Schaffung von Windschattenseiten sind dann sehr sinnvoll, besonders, weil Treibhäuser einen sehr niedrigen K-Uert haben. Zur Zeit verwendet man Windschutzschirme aus Pflanzen, es treten jedoch auch künstliche Windschutzschirme auf, die dann im Boden in einem ben I; imm ten Abstund zum TreibhauB seihst odor der Anlage dor Treibhäuser verankert werden. Der Absband muß so groß sein, daß die Windschutzschirme die Sonneneinstrahlung nicht behindern. Die Windschutzschirme, die im Boden verankert sind, haben verschiedene Nachteile: die Konstruktion muß ziemlich hocji sein, der maximale Moment auf der Badenfläche ist groß, und demzufolge sind die Kosten pro eingespartem kWh relativ hoch. f\^:y\

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Fig. S zeigt eine Treibhaus-Anlage, ujie sie häufig auftritt (Venla). Treibhäuser dieser A Et haben Steildächer, und wenn mehrere Treibhäuser in einem Block errichtet sind, wie in Abb. 6 gezeigt, uierden zwischen den nebeneinanderliegenden Steildächern 34 Täler 33 gebildet, und die Luftströmungen werden in diese Täler geleitet und fegen durch sie hindurch, uie mit den Pfeilen in Abb. S gezeigt.

Abb. 7 und θ zeigen, tdie die Erfindung bei einer Treibhausanlage der in Abb. 6 gezeigten Art eingesetzt uierden kann. In den Tälern 33 uierden dreieckige Windschutzschirme 32 angebracht, und zwar zwischen den nebeneinanderliegendeh Steildächern 3k, wodurch verhindert wird, daß die Luftbewegungen in den Tälern die erwärmte Luftschicht unmittelbar an der Außenfläche der Steildächer wegwehen. In diesem Fall sind die Windschutzschirme relativ/ klein, und sie können etwas versetzt werden im Verhältnis zueinander in nebeneinanderliegenden Tälern, wie in Abb. 7 gezeigt, damit die Sonneneinstrahlung auf das Treibhaus so wenig wie möglich beeinträchtigt wird. Am besten ist es, wenn jeder Windschutz die Windgeschwindigkeit um etwa 5o % herabsetzt, so daß die Luft in den Tälern fast zum Stillstand kommt, wenn der Wind eine ausreichende Anzahl Schutzschirme passiert hat. Wenn diese Situation eintritt, sind die Übertragungsverluste im Dach des Treibhauses erheblic!Vgεseηkt und die unerwünschte Ventilation fast eingestellt worden.

Windschutzschirme können in der in den Abb. 7 und 8 gezeigten Weise auch an anderen Gebäuden mit Steildach angebracht werden, zum Beispiel auf dem Dach eines Industriegebäudes mit Oberlichtern.

Die sehr kleinen Windschutzschirme 32, wenn sie beispielsweise bei Treibhäusern eingesetzt werden, können drehbar gemacht werden, so daß man dem Gang der Sonne folgen kann und dadurch den'Verlust an Sonnenstrahlenenergie so klein wie möglich hnlt.

Abb. 9 und 1o zeigen eine solche Konstruktion. Hier sind die Windschutzschirme 32 drehbar gelagert mittels einer Lagerung 35 unten im Tal 33 zwischen zwei nebeneinanderliegenden Steildächern 3k zwecks Drehen um eine im wesentlichen senkrechte Achse. Auf diese Weise kann der Windschutzschirm 32 in verschiedenen Positionen einreguliert werden je nach der Sonneneinstrahlung, damit so wenig Schatten wie möglich von den Windschutzschirmen in das Treibhaus fällt. Wenn man davon ausgeht, daß es sich bei der vom Pfeil 36 in Abb. 1o angezeigten Richtung um die nördliche Richtung handelt, wird der Windschutz 32 in eine ost-westliche-Richtung eingestellt, und zwar morgens um 6 Uhr, und diese Position ist in Abb. 1o als I gekennzeichnet. Der Windschutz wird dann entsprechend Abb. 1n mit der sichtbaren Bewegung der Sonne am Himmel im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch mittags eine Nord-Süd-Position, bezeichnet als II, erreicht wird, und abends um 6 Uhr erreicht man dann wieder die Position^!. Der Wind-

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schutz kann leicht automatisch eingestellt werden mittfila eines Zeitrelais. Bei der Anwendungsfarm, die in den Abb. 9 und 1a gezeigt ist, sind die Windschutzschirme 32· durch zusätzliche Uindschutzschirme 37 auf dem First der Steildächer 3U ergänzt worden und haben Abschnitte, die mit abnehmender Höhe entlang der Flächen der Steildächer nach unten ragen. Die Uindschutzschirme 37 sind fest montiert, iiieil sie erheblich kleiner sind als die LJindschutzsch irmti 32' und nur unerhebliche Schattenbildung innerhalb des Treibhauses v/er Ursachen .

Ulenn Windschutzschirme auf einem Steildach angebracht Bind, ϊ hat sich herausgestellt, daß der optimale Abstand zwischen » den Windschutzschirmen k - 6 mal die Höhe des Uindschutzschirmes ist, gemessen vom niedrigsten Punkt im Tal zwischen den Steildächern bis zur oberen Kante des Windschutz- ; schirms.

In Zusammenhang mit der Erfindung bedeutet ein Gebäude ader ähnliches nicht nur konventionelle Häuser mit Heizung, sondern auch andere Konstruktionen, bei denen es sich nicht um Gebäude im tatsächlichen Sinne handelt, bei denen es jedoch ■ trotzdem von Interesse ist, Wärmeenergie zu sparen und dabeiden thermischen Effekt des Windes zu berücksichtigen. Bei- " spiele solcher Konstruktionen sind Lagertanks für Schweröl, welches erwärmt in den Lagertanks gehalten wird.

In Abb. 11, auf die wir jetzt zu sprechen kommen, ist tjLne Reihe zylindrischer Dllagertanks 38 gezeigt. Wenn der Wind in der Richtung des Pfeils 39 gegen diese Lagertanks bliist, bilden sich rings um die Lagertanks Luftstiimungen, hauptsächlich in der von den Pfeilen in Abb. 11 gezeigten Weise. Auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben wird die erwärmte Luftschicht rings um die Lagertanks weggeblasen bei sich daraus ergebenden steigenden Übertragungsverlusten.

Abb. 12 und 13 zeigen, wie die Erfindung bei einem Lagertank angewendet wird, um die Übertragungsverluste infolge Wind zu reduzieren. Windschutzschirme ^o werden mit einem Abstand rechtwinklig an der zylindrischen Wand des L_ag_er_ tanks angebracht und stehen speichenförmig vor, während ein Windschutzschirm 41 rings um das Dach des Lagertanks entlang seiner Peripherie angebracht wird. Die Geschwindigkeit des Windes, der um den Öllagertank herumfegt, wird erfolgreich reduziert, wenn der Wind durch die Windschutzschirme 4o geht, wie von den Pfeilen in Abb. 13 angezeigt. Auf die gleiche zuvor beschriebene Weise reduziert der Windschutzschirm 41 die Geschwindigkeit des Windes, der über das Dach des Qllagertanks bläst.

Wie zuvor erwähnt, können die Windschutzschirme aus Windnetzen aus Textilfaser oder Metall bestehen, die zwischen Stangen befestigt oder in Rahmen montiert werden. Für jeden normalen Designer dürfte es kein großes Problem sein, einen solchen Windschutz zu entwerfen, aber aus Gründen der Vollständigkeit wird in den Abb. 14 und 15 eine bevorzugte Anwendungsform eines Windschutzes unter Ausnutzung der Methode entsprechend der Erfindung gezeigt. ( \^

Ein Windnetz 42 der Marke Ritza, ujie zuvor erwähnt, ist zwischen zwei Pfählen 43 befestigt, die hier als Hohlkörper gezeigt sind. Die Pfähle haben an einem Ende eine Grundplatte 44 und werden durch Schrauben 45 gesichert, die durch die Grundplatte zum Gebäude 46 gehen, an dem der Windschutz befestigt ist. Am anderen Ende ist der Pfahl durch eine Endabdeckung 47 v/erschlossen. Das lüindnetz 42 ujird mit einer Schiene 4Θ an den Pfählen befestigt, die wiederum mit Schrauben 49 an den Pfahl bnfestigt ist, womit also das "LJindnetz zwischen Schiene und Pfahl gehalten wird. Da das Wind- X netz 42 und somit die Pfähle 43 bei starkem Wind grosser Belastung ausgesetzt sind, mag es erforderlich sein, die Pfähle 43 zu verstärken.

Eine ähnliche Sicherung des Windne^tzes kann angewendet werden, wenn das Windnetz in einem Rahmen befestigt wird, wie es bei Windachutzschirmen auf Gebäuden mit Steildächern erfordnrlich ist, gemäß Abb. 7,-1o. Es ist auch möglich, Gitter zu verwenden, die als solche schon steif sind, oder perforierte Scheiben oder Bleche als Windschutz. Die Windschutzschirme entsprechend der Erfindung können auch in die tatsächliche Gebäudekonstruktion einbezogen werden. Beispielsweise können Dalkons eine solche Form erhalten und aus einem Material hergestellt werden, welches Luft durchläßt, so daß sie Windschutz bilden und entlnrig der Fassade des Gebäudes angemessene Windschattenzonen erzeugen. Auch bei der Restauring von Wohn-Hochhäusern insbesondere kann die Methode der Kombination von Bn .Ikonkonstruktionen mit Windschutzschirmen erfolgreich sein.

Senkung der Energieverluste durch Wind unter Anwendung der Erfindung heißt, daß das Einsparen von Energie auf die billigste Weise erfolgen kann, da die Investition, die für die Anbringung der Windschutzschirme erforderlich ist, niedrig ist im Verhältnis zur dadurch eingespartan Energiemenge. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sie bei gleichen Kosten sowohl bei bestehenden Gebäuden als auch bei IMeuerstellung verwendet werden kann. In vielen Fällen kanne? η die Windschutz schirm β in den architektonischen Entwurf eines Gehäudes integriert werden.

Claims

PATENTANWÄLTE Aktenzeichen:

DiPL-iNQ. CONRAD KÖCHLING

CONRAD-JOACHIM KÖCHLING Q 1

.» Anm.: Magnus Hubert!

Fleyor Straße 135, 5800 Hagen ""{,* V/Gl\l PLATEIM

Ruf (02331) 81164 f 85033
Telograrnme: Potentkechllng Hagen Sjüulken 19

Konten: Commerzbank AQ. Hagen

Postscheck: Dortmund 5989 - 460

³TiSSS-233 DGO Svedala(Schweden)

Lfd. Nr 7738/81

m q_Pnt iqni 11 58 51

vom IgaeR;tlyQ1

Patentansprüche

1. Methode zur Senkung des UJärmeverbratinhn in einem Gebäude oder ähnlichem, die darin besteht·,, daß die Luf tbeiuegung, verursacht durch freie WUnIt! unmittelbar an den Außenflächen des Gebäudes oder Mhn.L ich em, gesenkt Lüird mittels luftdurchlässiger Sehn hzschirme (13, 1^, 18, 19, 2o, 25, 26, 27, 32, 32·, 37, ko, M), die unmittelbar an den Außenflächen den linUäudes oder ähnlichem oder an einem anderen benachhnrben Gebäude ader ähnlichem im ujesent Ii ch en quer zur vorherrschenden Richtung der freien Uinde entlang der zuletzt erujähnten Flächen angebracht ujerden.

2. Methode uie in Anspruch -1 beansprucht, die darin besteht, daß die Schutzschirme unmittelbar in der Nähe der Flächen der Gebäude oder ähnlichem angebracht sind, in deren Nähe die Luftbeuiegungen reduziert uierden sollen.

3. Möglichkeiten zur Reduzierung des LJärmeverbrauchs in einem Gebäude ader ähnlichem durch Ausführen der in Anspruch 1 oder 2 beanspruchten Methode, bestehend aus einem oder mehreren luftdurchlässigen Idindschutzsch irmen (13, <\h, 18, 19, 2o, 25, 26, 27, 32, 32·, ko, M), die an dem Gebäude ader ähnlichem befestigt werden und im uiesentlichen im rechten LJinkel von einer oder mehreren Außenflächen des Gebäudes vorstehen.

k. Möglichkeiten uie in Anspruch 3 beansprucht, bestehend darin, daß die Uindschutzschirme (19, 2o, 25, 26, 27, ko) hauptsächlich senkrecht und/oder hauptsächlich uaagerecht an einer oder mehreren Seitenflächen des Gebäudes über im wesentlichen die ganze Höhe oder Breite der betreffenden Seitenflächen angebracht uierden.

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5. Möglichkeiten wie in Anspruch 3 beansprucht, bestehend darin, daß die üJindschutzschirme (18, 41) auf dem Dach den liebäudes entlang der Peripherie angebracht Herden.

6. riflglichkeiten wie in Anspruch 3 beansprucht für ein Gebäude mit Steildächern (34), die nebeneinander angebracht sind, zum Beispiel auf einem Treibhaus, bestehend : darin, daß die üJindschutzschirme (32, 32') in den Tälern (3.3) zwischen den Steildächern (3't) befestigt sind. -

7. MUglichkeiten wie in Anspruch S beansprucht, bestehend darin, daß die Uindschutzschirme (32¹) in den ; TMlnrn abwechselnd mit LJindschutzschirmen (37) auf dem Firnt der Steildächer (3'f) angeordnet sind. :,

8. Möglichkeiten uiie in Anspruch 6 oder 7 beansprucht, bera hcihend darin, daß die üJindschutzschirme (32¹) drehbar montiert sind zur Regulierung im Verhältnis zur auftretend i!n Sonneneinstrahlung.

9. MUglichkeiten uie in Anspruch 3-8 beansprucht, bestehend darin, daß eine Anzahl von hJindschutzschirmen (32), din Im wesentlichen parallel liegen, im wechselseitigen Abotnnd angebracht sind, der der it-Gfachen Y^\K des. üJindschu bzschirmes entspricht. \Y^d/ /j Ii

10. Möglichkeiten wie in einem der Ansprüche 3-9 beansprucht, bestehend darin, daß die Uindschutzschirme aus befestigten Netzen bestehen (k2).

11. Möglichkeiten wie in den Ansprüchen 3-1o beansprucht, bestehend darin, daß der UIindschutzschirm_ oder jeder üJindschutzschirm eine Luftdurchlässigkeit ergibt, wodurch sich eine i+a-Go^ige Reduzierung der Windgeschwindigkeit während des Durchgangs des LJindes durch den LJindschutzschirm ergibt.

DlPL-ING. CONRAD ICC'CIILING

fAiE N TANWALT