DE3710667A1 - Integrierte anlage fuer die beheizung und waermeregelung eines gebaeudes mit sonnenenergie, dazugehoerende verbundplatte und gebaeude mit einer solchen anlage und einer solchen platte - Google Patents

Integrierte anlage fuer die beheizung und waermeregelung eines gebaeudes mit sonnenenergie, dazugehoerende verbundplatte und gebaeude mit einer solchen anlage und einer solchen platte

Info

Publication number
DE3710667A1
DE3710667A1 DE19873710667 DE3710667A DE3710667A1 DE 3710667 A1 DE3710667 A1 DE 3710667A1 DE 19873710667 DE19873710667 DE 19873710667 DE 3710667 A DE3710667 A DE 3710667A DE 3710667 A1 DE3710667 A1 DE 3710667A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
building
heat exchange
storage
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19873710667
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Barbason
Andre Vigneron
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SOLETRA SA
Original Assignee
SOLETRA SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SOLETRA SA filed Critical SOLETRA SA
Publication of DE3710667A1 publication Critical patent/DE3710667A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1084Arrangement or mounting of control or safety devices for air heating systems
    • F24D19/109Arrangement or mounting of control or safety devices for air heating systems system using solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/66Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of facade constructions, e.g. wall constructions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Anlage für die Beheizung und Wärmeregelung eines Gebäudes mit Sonnenenergie, die das Erhalten einer behaglichen Temperatur im Innern des Gebäudes mit Hilfe der Energie ermöglicht, die aus der Sonnenstrahlung gewonnen wird wenn die Sonne scheint, und mit Hilfe einer Zusatzheizung, die so selten wie möglich einschaltet, wenn längerzeitige schlechte Witterungen eine Nutzung der Sonnenenergie verhindern.
Die Erfindung betrifft auch eine Verbundbauplatte, die zu einer solchen Anlage gehört, sowie ein Gebäude, das eine solche Anlage und eine solche Platte umfasst.
Man kennt bereits (belgisches Patent 8 87 871) ein System für die Konstruktion und die Integration eines Gebäudes mit Sonnenbeheizung, das ein passives System mit Isoliervorrichtungen, mit wärmetechnischen Masseeffekten, Ausrichtung der strahlungsexponierten Flächen sowie ein aktives System umfasst, das aus Solaraufnehmern mit Luftpulsierung, aus einer senkrechten Kalorienspeicherfläche mit Flußkiesel und aus einem Lüftungs- und Regelungssystem besteht.
Man kennt auch Sonnenbeheizungssysteme mit integriertem Kreislauf aus einer wärmeführenden Flüssigkeit, des Typs Wasser- oder Luftsolaraufnehmer. Das allgemeine Prinzip dieser Aufnehmer beruht auf der Gewinnung von Kalorien aus der Sonnenstrahlung zum Klimatisieren der Innenluft bei gleichzeitiger Begrenzung des Umfangs der verglasten Flächen um die thermische Unbehaglichkeit zu vermeiden, die auf den Treibhauseffekt zurückzuführen ist, den eine umfangreiche verglaste Fläche beim Fehlen angemessener Mittel zur Wärmeregelung bewirken würde.
Diese Systeme funktionieren im allgemeinen zufriedenstellend und ermöglichen eine erhebliche Einsparung bei der Heizungs- und Regelungsenergie, insbesondere im Winter. Die damit erzielten Einsparungen sind jedoch im Vergleich zur anfänglichen Investition ungenügend, die zum Einrichten der bekannten Systeme erforderlich ist. Außerdem sind die bekannten Systeme in der Sommerzeit leistungsschwach und müssen dann einfach ausgeschaltet werden. Im allgemeinen sind sie nicht in der Lage, die Temperaturen im Behaglichkeitsbereich zu regulieren. An der Investition gemessen, ist ihre Lebensdauer verhältnismäßig kurz.
Die Erfindung will diese Unzulänglichkeiten beseitigen und dazu schlägt sie eine integrierte Anlage für die Beheizung und Wärmeregelung eines Gebäudes mit Sonnenenergie vor, die das Erhalten einer behaglichen Temperatur im Innern des Gebäudes mit Hilfe der Energie ermöglicht, die aus der Sonnenstrahlung gewonnen wird, und gegebenenfalls mit Hilfe einer Zusatzheizung, wobei diese Anlage kombiniert mindestens folgendes umfasst:
  • - eine Fläche in der Form einer Isolierwand, die der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist und für diese Sonnenstrahlung durchlässig ist, insbesondere eine verglaste Fläche, wobei nicht notwendigerweise eine Solaraufnehmervorrichtung mit integriertem Kreislauf aus wärmeführender Flüssigkeit des Typs Flachsolaraufnehmer oder eines anderen Typs eingesetzt werden muß;
  • - Mittel zum natürlichen Speichern von Kalorien, wobei diese Mittel ein Bestandteil der Gebäudestruktur sind und mindestens zum Teil aus der Struktur selbst des Gebäudes bestehen, dessen Masse größer als die normalerweise für die Konstruktion des Gebäudes zum Herstellen des Wärmeleitwiderstands erforderliche Masse ist;
  • - Mittel zum Zwangsspeichern der Kalorien;
  • - Mittel für den Wärmeaustausch zwischen der von den Luftumlaufmitteln herangeführten Luft und den Mitteln zum Zwangsspeichern der Kalorien;
  • - Mittel für den Zwangsumlauf der Luft zwischen den Räumen des Gebäudes, der Außenluft des Gebäudes, den Mitteln zur Kalorienspeicherung und den Mitteln für den Wärmeaustausch.
Die Mittel zur Kalorienspeicherung sind uneinheitlich über die Höhe des Gebäudes angebracht, wobei der untere Teil des Gebäudes die Mittel zum Zwangsspeichern der Kalorien umfasst während der obere Teil des Gebäudes keinerlei Mittel zum Zwangsspeichern von Kalorien umfasst und möglichst leicht gestaltet wird um jede Anhäufung von Kalorien zu verhindern und um seine natürliche Kalorienspeicherfähigkeit zu verringern; die Mittel für den Luftumlauf umfassen Mittel zum Verändern der im Umlauf befindlichen Luftmenge, insbesondere zwei Ventilatoren, einen mit hohem Durchsatz und einen mit niedrigem Durchsatz; die Mittel für den Wärmeaustausch sind in die Verbundbodenplatte integriert und die Mittel für den Luftumlauf umfassen einen Kreis für die Luftzufuhr zu diesen Wärmeaustauschmitteln; die Mittel zum Zwangsspeichern der Kalorien verfügen über ein Wärmespeichervermögen, das die Kapazität der Mittel zum natürlichen Speichern der Kalorien überschreitet oder dieser entspricht; die Mittel zum Zwangspeichern der Kalorien bestehen aus mindestens einer Verbundplatte, insbesondere aus einer unteren Bodenplatte, die integrierte Mittel zur Wärmespeicherfähigkeit, Mittel für den Wärmeaustausch und Mittel für den Zwangsumlauf der Luft in den Wärmeaustauschmitteln gemäß einer bestimmten Bahn umfassen.
Die Luftumlaufmittel umfassen außerdem Mittel zum Ansaugen der Luft in das Innere des Gebäudes, Mittel zum Ansaugen aus der Außenluft, Mittel zum Versorgen der Wärmeaustauschmittel, Mittel zum Verdrängen der aus den Wärmeaustauschmitteln kommenden Luft, und zwar, einesteils, in das Innere des Gebäudes und/oder anderenteils, in die Außenluft. Die erfindungsgemäße Anlage umfasst außerdem Mittel zum Regeln des Luftumlaufs, die aus Mitteln zum Messen der Temperaturen und/oder der Durchsatzleistungen, aus Mitteln mit Verteilungsventilen oder -klappen und aus logischen elektronischen Schaltmitteln bestehen, die es ermöglichen, in Abhängigkeit von der Witterung den Luftumlauf nach zumindest einem der fünf folgenden Kreise zu betätigen:
  • - ein erster geschlossener Kreis mit hohem Durchsatz, durch den die Luft aus dem Innern des Gebäudes vom leistungsstarken Ventilator in die Ansaugmittel angesaugt wird, dann durch die Zufuhrmittel in die Wärmeaustauschmittel strömt, worauf sie bei der Berührung mit diesen Mitteln abkühlt und dabei Kalorien an die Zwangsspeicherungsmittel abgibt, dann durch die Rückstaumittel in das Innere des Gebäudes gedrängt und dort von der Sonnenstrahlung erwärmt wird, worauf sie auf dem Wege der natürlichen Konvektion zu den Ansaugmitteln zurückströmt;
  • - ein zweiter offener Kreis mit hohem Durchsatz, über den die Warmluft aus dem Innern des Gebäudes vom leistungsstarken Ventilator in die Ansaugmittel gesaugt und unmittelbar mit Hilfe der Mittel zur Verdrängung in die Außenluft, in die Außenluft des Gebäudes verdrängt wird, während Frischluft mit Hilfe der Mittel zum Ansaugen aus der Außenluft, aus der Außenluft angesaugt und in das Innere des Gebäudes gedrängt wird;
  • - ein dritter offener Kreis mit hohem Durchsatz, über den Luft aus der Außenluft mit Hilfe des leistungsstarken Ventilators in die Ansaugmittel gesaugt wird und dann durch die Zufuhrmittel in die Wärmeaustauschmittel strömt, worauf sie bei der Berührung mit diesen Mitteln erwärmt wird indem sie die Kalorien der sich abkühlenden Zwangsspeichermittel aufnimmt, und dann mit Hilfe der Verdrängungsmittel in die Außenluft des Gebäudes verdrängt wird;
  • - ein vierter offener Kreis mit niedrigem Durchsatz, über den Luft aus dem Innern des Gebäudes vom leistungsschwachen Ventilator in die Ansaugmittel gesaugt wird und dann durch die Zufuhrmittel in die Wärmeaustauschmittel strömt, worauf sie bei der Berührung mit diesen Mitteln abkühlt und dabei Kalorien an die Zwangsspeichermittel abgibt, dann in die Außenluft des Gebäudes mit Hilfe der Verdrängungsmittel verdrängt wird, wobei die zur Erneuerung erforderliche Frischluft durch normalen Unterdruck aus der Außenluft angesaugt wird;
  • - ein fünfter offener Kreis mit niedrigem Durchsatz, über den Luft aus dem Innern des Gebäudes vom leistungsschwachen Ventilator in die Ansaugmittel gesaugt und dann unmittelbar mit Hilfe der Verdrängungsmittel in die Außenluft des Gebäudes verdrängt wird, wobei die zur Erneuerung erforderliche Frischluft durch normalen Unterdruck aus der Außenluft angesaugt wird.
Die logischen Schaltmittel stellen den Luftumlauf wie folgt her:
  • - gemäß dem ersten geschlossenen Kreis, wenn die Sonnenstrahlung oder sonstige Mittel die Luft im Innern des Gebäudes spürbar erwärmen und wenn die Innentemperatur eine vorgegebene Grenzwerttemperatur TL 1 unterschreitet und die Temperatur der Wärmeaustauschmittel überschreitet, wobei die Temperatur der Zwangsspeichermittel und/oder Wärmeaustauschmittel unterhalb einer vorgebenenen Grenzwerttemperatur TL 2 verbleibt;
  • - gemäß dem zweiten offenen Kreis, wenn die Sonnenstrahlung oder sonstige Mittel die Luft im Innern des Gebäudes spürbar erwärmen und wenn die Innentemperatur einer vorgegebenen Grenzwerttemperatur TL 1 entspricht oder diese überschreitet und/oder wenn die Temperatur der Zwangsspeichermittel und/ oder der Wärmeaustauschmittel einer Grenzwerttemperatur TL 2 entspricht oder diese überschreitet;
  • - gemäß dem dritten offenen Kreis, wenn die Außentemperatur die Temperatur der Zwangsspeichermittel und/oder der Wärmeaustauschmittel unterschreitet, insbesondere nachts im Sommer, und wenn die Temperatur der Zwangsspeichermittel und/oder der Wärmeaustauschmittel eine vorgegebene Grenzwerttemperatur TL 3 überschreitet, die dazu erforderlich ist, die thermische Behaglichkeit des Gebäudes zu gewährleisten, insbesondere tagsüber im Sommer;
  • - gemäß dem vierten offenen Kreis, wenn die Sonnenstrahlung fehlt und/oder zum spürbaren Erwärmen der Luft im Innern des Gebäudes unzureichend ist, und/oder wenn die Zusatzheizung eingeschaltet ist und wenn die Temperatur der Zwangsspeichermittel und/oder der Wärmeaustauschmittel die Raumlufttemperatur im Innern des Gebäudes unterschreitet;
  • - gemäß dem fünften offenen Kreis, wenn die Sonnenstrahlung fehlt und/oder zum spürbaren Erwärmen der Raumluft im Innern des Gebäudes unzureichend ist und wenn die Lufttemperatur im Innern des Gebäudes die Temperatur der Zwangspeichermittel und/oder der Wärmeaustauschmittel unterschreitet oder wenn der erste oder der dritte Kreis eingeschaltet ist.
Eine erfindungsgemäße Verbundplatte umfasst eine Wärmeaustauschlage, die insbesondere Wärmeaustauschmittel umfasst und zwischen zwei Betonschichten eingebettet ist, die Mittel zum Zwangsspeichern von Kalorien bilden; die so gebildete Einheit ist an allen Flächen isoliert, mit Ausnahme derjenigen, die in Berührung mit der Luft im Innern des Gebäudes steht bzw. stehen; die Wärmeaustauschmittel bestehen, beispielsweise, aus einem waagerechten Flußkieselbett; die Verteilungs- und Aufnahmekammern der Wärmeaustauschlage sind so angeordnet, daß der Lufteingang in der Verteilungskammer sich diagonal gegenüber dem Luftausgang der Aufnahmekammer befindet, und zwar um den Wärmeaustausch in den Wärmeaustauschmitteln auszugleichen; die Wärmeaustauschlage umfasst eine Vielzahl von Verteilungskanälen, die in eine Vielzahl von Aufnahmekanälen eingereiht sind oder, als Variante, umfasst sie einen einzelnen Verteilungskanal und einen einzelnen Aufnahmekanal.
Ein ein- oder mehrstöckiges erfindungsgemäßes Gebäude, insbesondere ein einstöckiges Wohnhaus oder eine Gruppe von Wohnhäusern umfasst eine integrierte Anlage für Beheizung und Wärmeregelung mit Sonnenenergie gemäß der Erfindung und mindestens eine Verbundplatte, insbesondere eine Bodenplatte gemäß der Erfindung; die Außen- und Grundmauern sind vorzugsweise Doppelmauern mit zwischenliegenden Isoliermitteln; der spezifische Bodenbelag im Erdgeschoß ist Bestandteil der unteren Verbundplatte; die Trennplatten zwischen den Etagen sind großzügig bemessen aber nicht isoliert um das Aufsteigen der Warmluft im Gebäude durch Konvektion/Leitung zu ermöglichen; die Wände der oberen Etage und die obere Decke sind aus Leichtmaterial gefertigt und umfassen Außenisoliermittel.
Die Erfindung ermöglicht damit erhebliche Energieeinsparungen bei gleichzeitiger Erhaltung einer hervorragenden thermischen Behaglichkeit im Innern des Gebäudes, im Winter wie im Sommer.
Weitere kennzeichnende Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer vorzugsweisen Ausführungsform dieser Erfindung, unter Bezugnahme auf die Abbildungen in der Anlage:
  • - Abb. 1 ist eine senkrechte Schnittansicht gemäß der Süd/Nord-Mittellinie eines erfindungsgemäßen Gebäudes, wobei der Süden sich links und der Norden rechts von der Abbildung befindet.
  • - Abb. 2a, 2b, 2c, 2d sind waagerechte Schnittansichten einer erfindungsgemäßen Verbundplatte, wobei die vorzugsweisen Anordnungen der Wärmeaustauschmittel veranschaulicht werden.
  • - Abb. 3 ist eine teilweise senkrechte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Verbundplatte.
  • - Abb. 4 ist eine schematische Ansicht, die die Luftumlaufmittel einer erfindungsgemäßen Anlage veranschaulicht.
Die Erfindung betrifft eine integrierte Anlage für die Beheizung und Wärmeregelung eines Gebäudes 1 mit Sonnenenergie, die es ermöglicht, die Luft im Innern 2 des Gebäudes 1 auf einer behaglichen Temperatur zu halten, und zwar ungeachtet der Witterung an der Außenluft 3 des Gebäudes 1. Damit ermöglicht sie die Einsparung eines großen Teils der Ausgaben, die normalerweise in der kalten Jahreszeit für das Beheizen der Luft getätigt werden, sowie auch das Abkühlen der Innenluft auf einfache Art und Weise und kostengünstiger während der warmen Jahreszeit.
Eine traditionelle (nicht dargestellte) Zusatzheizvorrichtung ist vorteilhafterweise vorgesehen um eine erfindungsgemäße Anlage dann zu unterstützen, wenn der Himmel bei kalter Witterung bedeckt ist. Ab einer bestimmten Breite ermöglicht die erhebliche Leistungsstärke der Erfindung jedoch sogar den Verzicht auf diese Zusatzbeheizung.
Die Erfindung läßt sich vorteilhaft bei einem Gebäude 1 des Typs Wohnhaus oder Gruppe von Wohnhäusern einsetzen.
Eine erfindungsgemäße Anlage wie die in den Abbildungen dargestellte Anlage umfasst als Kombination:
  • - eine Fläche 4, die von einer Wand gebildet wird, die der Sonnenstrahlung ausgesetzt und für die Sonnenstrahlung durchlässig ist, insbesondere eine verglaste Fläche, ohne notwendigerweise auf eine Solaraufnahmevorrichtung mit integriertem Kreislauf aus wärmeführender Flüssigkeit des Typs Flachsolaraufnehmer oder eines sonstigen Typs zurückzugreifen.
  • - Mittel 5 zum natürlichen Speichern von Kalorien, wobei diese Mittel ein Bestandteil der Struktur 6 des Gebäudes 1 sind und mindestens zum Teil von der Struktur 6 des Gebäudes 1 gebildet werden, deren Masse größer als diejenige ist, die normalerweise für die Konstruktion des Gebäudes 1 erforderlich ist, um die Wärmeleitfähigkeit herzustellen;
  • - Mittel 11 für die Zwangsspeicherung von Kalorien;
  • - Mittel 8 für den Wärmeaustausch zwischen der von den Luftumlaufmitteln 7 herangeführten Luft und den Kalorienzwangsspeichermitteln 11;
  • - Mittel 7 für den Zwangsumlauf der Luft zwischen den Räumen des Gebäudes 1, der Außenluft 3 des Gebäudes, den Mitteln 5, 11 für die Kalorienspeicherung und den Wärmeaustauschmitteln 8.
Es kann jedoch eine Solaraufnahmevorrichtung mit integriertem Kreislauf aus wärmeführender Flüssigkeit vorgesehen werden, beispielsweise zur Lieferung von Warmwasser. Gemäß der Erfindung ist eine solche Aufnahmevorrichtung für die Erwärmung oder thermische Regelung der Raumluft nicht erforderlich.
Die Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Anlage entspricht mindestens der Lebensdauer des Gebäudes 1. Nur die Klappen und die Ventilatoren haben eine kürzere Lebensdauer.
In einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gebäude 1 ein Erdgeschoß 9 und eine Etage 10.
Von unten nach oben betrachtet, besteht die Struktur 6 des Gebäudes aus der Verbundplatte 11, die in Berührung mit dem Boden steht (nachstehend ausführlicher beschrieben), aus den unteren peripheren oder äußeren Mauern 12 des Erdgeschosses 9, aus den Trennwänden 13 der Räume des Erdgeschosses 9, aus einer Trennplatte 14, die die Decke des Erdgeschosses 9 und den Fußboden der Etage 10 bildet, aus den oberen peripheren oder äußeren Mauern 15 der Etage 10, aus den Trennwänden 16 der Räume der Etage 10, aus einer Etagendecke 17 und aus einem Gebälk 18 und einem Dach 19. Nicht dargestellte Pfosten und Balken können, falls erforderlich, in angemessener Weise vorgesehen werden.
Ein erfindungsgemäßes Gebäude 1 besteht, beispielsweise, aus einem an der Südseite gelegenen Wohnteil 20 und aus einem an der Nordseite gelegenen Nutzraumteil 21. Der Nutzraumteil 21 hat mindestens eine Etage weniger als der Wohnteil 20. Der First 22 des Dachs 19 liegt rechtwinklig zur senkrechten symmetrischen Mittelebene des Wohnteils 20 und das Gebälk 18 und das Dach 19 sind an der Nordseite verlängert um den Nutzraumteil 21 zu überdecken und so eine Abschirmung zu bilden, die den Nordwind nach oben abdrängt. Im folgenden geht man davon aus, daß die erfindungsgemäße Anlage und Platte nur für den Wohnteil 20 Anwendung finden, da eine Beheizung oder Wärmeregelung des Nutzraumteils 21 im allgemeinen nicht zweckmäßig ist.
Die Kalorienzwangsspeichermittel 11 bestehen mindestens aus einer Verbundplatte 11, insbesondere aus einer unteren Bodenplatte, die auf integrierte Art und Weise die Mittel 8, 26, 28 für die Wärmespeicherfähigkeit, die Wärmeaustauschmittel 8 und die Mittel 31, 32, 33, 34 für den Zwangsumlauf der Luft in den Wärmeaustauschmitteln 8 entsprechend einer bestimmten Bahn umfasst.
Der Nutzraumteil 21 umfasst, beispielsweise, eine Garage mit darüberliegendem Speicher, und schließt an den Wohnteil 20 an der Nordseite auf mindestens einer mittleren Partie dieses Wohnteils 20 an.
Gemäß der Erfindung sind die Kalorienspeichermittel 5, 11 uneinheitlich über die Höhe des Gebäudes 1 angeordnet, wobei der untere Teil 9 des Gebäudes 1 die Mittel 11 für die Zwangsspeicherung von Kalorien umfasst, während der obere Teil des Gebäudes 1 keine Mittel 11 für die Zwangsspeicherung von Kalorien umfasst und möglichst leicht gestaltet ist um jedes Anhäufen von Kalorien zu verhindern und das natürliche Kalorienspeichervermögen zu verringern.
Dazu bildet die Bodenverbundplatte 11, Mittel 11 für die Zwangsspeicherung der Kalorien und zeigt eine Dicke auf, die dem Zweifachen der Normaldicke einer traditionellen Bodenplatte entspricht, insbesondere mindestens 45 cm während sie traditionsgemäß nur 10 bis 20 cm dick ist. Die Bodenverbundplatte 11 ist vom Boden und von den Gründungen 23 wärmeisoliert, und zwar mit Hilfe von Isoliermitteln 24, 25, die aus den doppelten Grundmauern 23 des Gebäudes 1 im Verbund mit einer oder mehreren Isoliermaterialschichten bestehen, deren Dicke 7 cm überschreitet, insbesondere etwa 14 cm dick sind, so daß eine nicht wärmeisolierte Verdämmung nach oben gebildet wird. Die erfindungsgemäße Platte besteht (Abb. 3), ausgehend von der untersten Schicht, aus einer Grundschicht 26 aus Eisenbeton, die zwischen 5 und 10 cm dick ist, beispielsweise 8 cm, aus einer Wärmeaustauschlage 27, die insbesondere Wärmeaustauschmittel umfasst, die in diese Lage 27 eingebettet sind, wobei diese Lage zwischen 20 und 35 cm, beispielsweise 31 cm dick ist, aus einer oberen Schicht 28 aus Eisenbeton, die insbesondere ein Bestandteil der Kalorienspeichermittel 5 ist, deren Dicke zwischen 20 und 30 cm, beispielsweise 27 cm beträgt, und aus einer Unterschicht 29, die den Bodenbelag 30 trägt, beispielsweise Fliesenbelag. Die Dicke der Unterschicht beträgt zwischen 3 und 10 cm, beispielsweise 9 cm.
Die Wärmeaustauschlage 27 liegt so zwischen zwei Betonschichten 26, 28 eingebettet, die die Mittel 11 der Kalorienzwangsspeicherung bilden. Die so gebildete Einheit ist einwandfrei an allen Flächen isoliert, mit Ausnahme derjenigen, die in Berührung mit der Luft im Innern 2 des Gebäudes 1 steht bzw. stehen.
Die Abb. 2a, 2b, 2c und 2d veranschaulichen verschiedene Ausführungsarten der Wärmeaustauschlage 27.
Die Wärmeaustauschlage 27 umfasst einen Lufteingang 31, einen Luftausgang 32, mindestens einen Kanal, der die Luftverteilungskammer beim Eingang bildet, mindestens einen Kanal, der die Luftaufnahmekammer 34 beim Ausgang bildet, und Mittel 8 für den Kalorienaustausch mit der Umlaufluft, insbesondere ein waagerechtes Flußkieselbett. Diese Kiesel spielen auch die Rolle einer Kalorienzwischenspeicherung zwischen der Umlaufluft und den Betonschichten 26, 28 für die Kalorienzwangsspeicherung.
Die Wärmeaustauschlage 27 einer erfindungsgemäßen Platte 11 ist im allgemeinen rechteckig im waagerechten Schnitt. In einer ersten Ausführungsvariante (Abb. 2c, 2d) sind die Verteilungskammern 33 und die Luftaufnahmekammern 34 parallel zur Breite der Lage 27 und die Luft zirkuliert zwischen diesen Kammern 33, 34 in etwa parallel zu Länge der Lage 27. In einer zweiten Ausführungsvariante (Abb. 2c, 2d) sind die Kammern 33, 34 parallel zur Länge der Lage 27 und die Luft zirkuliert zwischen diesen beiden Kammern 33, 34 in etwa parallel zur Breite der Lage 27.
Um den Wärmeaustausch in den Wärmeaustauschmitteln 8 auszugleichen, sind die Verteilungskammern 33 und die Aufnahmekammern 34 so angeordnet, daß der Lufteingang in der Verteilungskammer 33 diagonal entgegengesetzt zum Luftausgang 32 der Aufnahmekammer 34 liegt.
In einer ersten Variante (Abb. 2a, 2c) umfasst die Wärmeaustauschlage 27 der Platte 11 eine Einzelverteilungskammer 33 und eine Einzelaufnahmekammer 34, die jeweils entlang zwei gegenüberliegenden Seiten der Platte 11 angeordnet sind. In einer zweiten, wesentlich vorteilhafteren Variante (Abb. 2b, 2d( bestehen die Verteilungskammern 33 und die Aufnahmekammern 34 jeweils aus einer Vielzahl von Luftaufteilungskanälen, die zwischengeschoben und durch Kammern miteinander verbunden sind um die Geschlossenheit des Wärmeaustauschs zu gewährleisten. Die Aufteilungskanäle, die die Verteilungskammern 33 und die Aufnahmekammern 34 bilden, zeigen Lochungen auf, die gleichmäßig über ihre Länge verteilt sind, und sie sind an ihrem Außenende verschlossen.
Die Variante 2d, bei der die Kanäle nach der Breite der Lage 27 angeordnet sind, ist eine besonders vorgezogene Ausführung.
Die gelochte Gesamtfläche der die Kammern 33, 34 bildenden Kanäle überschreitet je Kanalmeter, bezogen auf die Außenfläche eines Kanalmeters, 10% insbesondere etwa 30%. Das gesamte Wärmespeichervermögen der Platte 11 überschreitet pro waagerechten Quadratmeter 150 Wh/m2 · c und beträgt insbesondere etwa 400 Wh/m2 · c. Die Berührung zwischen der oberen Fläche der Wärmeaustauschmittel 8 und der oberen Betonschicht 28 ist unmittelbar, unter Ausschluß jedes Isoliermaterials, und der Umfang der oberen Fläche der Wärmeaustauschmittel 8 überschreitet den Umfang der waagerechten Fläche der Platte 11 um 50%, insbesondere um etwa 65%. Die Dicke der Betonschicht 28 über der Wärmeaustauschlage 27 überschreitet 20 cm und beträgt insbesondere etwa 37 cm. Diese Dicke bewirkt eine Vereinheitlichung der Temperaturen an ihrer mit der Innenluft des Gebäudes 1 in Berührung stehenden Fläche sowie eine Phasenverschiebung der Verlagerung der Wärmefront, die 4 Stunden überschreitet und insbesondere etwa 8 Stunden beträgt. Alle diese Maßnahmen ermöglichen eine einheitliche Aufteilung des Luftumlaufs in den Wärmeaustauschmitteln 8.
Die Mittel 11 für die Zwangsspeicherung gemäß der Erfindung stellen demzufolge auch Phasenverschiebungsmittel für die Verlagerung der Kalorien im Innern 2 des Gebäudes 1 dar, wobei sie die Herstellung des Wärmeausgleichs im Innern 2 des Gebäudes 1 verschieben.
Die Pfeile der Abb. 2a bis 2d zeigen schematisch den Luftumlauf durch die Wärmeaustauschmittel 8.
Gemäß der Erfindung bestehen die Mittel 11 für die Zwangsspeicherung der Kalorien u. a. aus der bereits erwähnten unteren Verbundbodenplatte 11. Die Mittel 5 für die natürliche Kalorienspeicherung bestehen mindestens aus einer Trennzwischenplatte 14 über der unteren Verbundbodenplatte 11, und deren Dicke entspricht mindestens der doppelten Normaldicke, insbesondere mindestens 26 cm, und/oder aus peripheren Mauern 12 und Innenmauern 13 zum Trennen der Räume des unteren Teils 9, wobei diese aus Baustoffen mit hohem Wärmespeichervermögen errichtet sind, insbesondere aus schwerem Vollbeton. Die unteren peripheren Mauern 12 sind Doppelwände und umfassen Isoliermittel 35, beispielsweise eine Isoliermaterialschicht zwischen den beiden Wänden, die diese Mauern 12 bilden. Diese letztere Maßnahme wird vorteilhafterweise nur für die Mauern 12, 15 vorgesehen, von denen der Wohnteil 20 umfasst wird. Es ist nämlich unzweckmäßig, besondere Isoliermittel für die Außenmauern des Nutzraumteils 21 vorzusehen.
Dagegen besteht, erfindungsgemäß, die Struktur 6 des oberen Teils 10 des Gebäudes 1 aus Leichtbaustoffen wie aus Beton mit expandierten Zuschlagstoffen, und sie ist von der Außenluft 3 auf die gleiche Art und Weise wie die peripheren unteren Mauern durch Außenisoliermittel 35 isoliert. Die Aufbaustruktur ist von der Außenluft 3 mit Isoliermitteln 35 isoliert, deren Dicke die Normaldicke um mindestens 50% überschreitet und, insbesondere, etwa 15 cm bei den Aufbaumauern 15 und 24 cm bei der Decke 17 des oberen Teils 10 des Gebäudes 1 beträgt.
Die Trennplatte(n) 14 zwischen den Etagen ist/sind großzügig bemessen, aber nicht isoliert, um der Warmluft das Aufsteigen im Gebäude 1 durch Konvektion/Leitung zu ermöglichen.
Als Variante oder kombiniert, kann mindestens eine Trennplatte 14 aus einer erfindungsgemäßen Verbundplatte 11 bestehen, obwohl dies bei der dargestellten vorzugsweisen Ausführungsart nicht der Fall ist.
Jede transparente Isolierfläche 4 besteht aus Multi-Isolierverglasungen, deren Solarfaktor insbesondere etwa 0,6 bis 0,65 beträgt, und zwar bei einem Verlustkoeffizienten k von weniger als 1,5 W/m2 · c, mit oder ohne Hinzufügung von Isolierblenden in der Nacht.
Die Mittel 11 für die Zwangsspeicherung der Kalorien verfügen über ein Wärmespeichervermögen, das demjenigen der Mittel 5 für die natürliche Speicherung der Kalorien entspricht oder dieses Vermögen überschreitet.
Die Südfassade und/oder der Winkel, der von den Richtungen Südost und Südwest des Wohnteils 20 gebildet wird, besteht aus verglasten Ausschnitten, die eine Isolierfläche 4 bilden, beispielsweise über die gesamte Höhe.
Ein Gebäude 1 gemäß der Erfindung kann ohne Solaraufnahmevorrichtung mit integriertem Umlauf aus wärmeführender Flüssigkeit des Typs Flachsolaraufnehmer oder eines sonstigen Typs, mit Luft oder mit Wasser, gestaltet werden. Dagegen ist der Umfang der transparenten Isolierfläche 4 deutlich größer im Vergleich zur üblichen Norm bei Anlagen üblicher Masse mit Kalorienspeichermitteln.
Das Verhältnis des Umfangs der transparenten Isolierfläche 4 im Winkel, der von den Richtungen Südost und Südwest gebildet wird, zum Volumen der beheizten und/oder regulierten Innenluft des Gebäudes 1 überschreitet 5%, insbesondere etwa 10%.
Dieses hohe Verhältnis der transparenten Isolierfläche 4 erzeugt im Innern einen Treibhauseffekt, der jedoch keine thermische Unbehaglichkeit bewirkt, da er mit Hilfe der Mittel 11 für die Zwangsspeicherung der Kalorien, der Mittel 7 für den Luftumlauf im Gebäude 1 und der Wärmeaustauschmittel 8 reguliert wird.
Das Gewicht des Mauerwerks und des Betons der Verbundplatte(n) 11, die Zwangsspeichermittel bildet bzw. bilden, überschreitet, bezogen auf das Volumen der beheizten und/oder regulierten Innenluft des Gebäudes 1, 100 kg/m3 und beträgt insbesondere etwa 330 kg/m3, und das Gesamtgewicht der Mittel 5, 11 für die natürliche und die Zwangsspeicherung, die aus der Verbundbodenplatte 11, der/den Trennzwischenplatte(n) 14 und den peripheren Mauern 12 und Innenmauern 13 des unteren Teils 9 bestehen, überschreitet, bezogen auf das gleiche Luftvolumen, 280 kg/m3 und beträgt insbesondere etwa 560 kg/m3.
Vom Erfinder wurden Berechnungen für ein Einzelhaus mit drei Schlafzimmern, einem Wohn/Eßraum und einer Garage vorgenommen, mit einer bewohnbaren Fläche von 100 m2, wobei die verglaste Fläche 4 nach Süden etwa 25 m2 entspricht, das Volumen V 1 des Betons und des Mauerwerks etwa 75 bis 80 m3 beträgt, die Wärmeaustauschmittel 8 aus 10 bis 11 m3 Flußkiesel bestehen, die das Wärmespeichervermögen im gleichen Umfang erhöhen und demzufolge einen Teil der Mittel 11 für die Zwangsspeicherung der Kalorien bilden. Damit stellen die Wärmeaustauschmittel 8 einen Teil der Mittel 11 für die Zwangsspeicherung der Kalorien dar, insbesondere im Umfang von 12% des Volumens der Mittel 5, 11 für die natürliche und die Zwangsspeicherung der Kalorien.
Die Wärmemasse ist von der Außenluft 3 sehr wirksam durch die Isoliermittel 24, 25, 35 sowie durch andere Maßnahmen isoliert (insbesondere um Wärmebrücken zwischen den Platten und den Gründungen zu verhindern . . .). Diese Wärmemasse verfügt über hervorragende isothermische Eigenschaften. Festgestellt wurde, insbesondere, daß bei einer Außentemperatur von -10°C, die Temperatur der unteren Verbundplatte 11, die mehr als 50% der Wärmemasse darstellt, in 24 Stunden lediglich um 0,1 bis 0,3°C absinkt, und zwar bei völliger Abwesenheit jedes Beheizungsmittels im Innern des Gebäudes.
Die Mittel 7 für den Luftumlauf (Abb. 4) sind für die Erfindung von wesentlicher Bedeutung und umfassen Mittel 36, 37 für die Veränderung des Umlaufluftdurchsatzes, die insbesondere aus zwei Ventilatoren 36, 37 bestehen, d. h. aus einem Ventilator 36 mit hohem Durchsatz, insbesondere zum Ermöglichen eines Luftkreislaufs im Innern 2 des Gebäudes 1, wobei die Zahl der Kreisläufe pro Stunde mehr als 5, insbesondere etwa 10 beträgt; der andere Ventilator 37 ist für einen niedrigen Durchsatz ausgelegt, insbesondere zum Ermöglichen einer Erneuerung der Luft im Innern 2 des Gebäudes 1, etwa einmal alle zwei Stunden.
Beim vorstehend erwähnten Beispiel verfügt der Ventilator 36 mit hohem Durchsatz über eine Nenndurchsatzleistung von normal 2500 m3/h während der Ventilator 37 mit niedrigem Durchsatz über eine Nenndurchsatzleistung von 150 m3/h verfügt.
Die Wärmeaustauschmittel 8 liegen in der in Berührung mit dem Boden stehenden Verbundplatte 11 und die Mittel 7 für den Luftumlauf umfassen infolgedessen einen Kreis 38 für die Luftzufuhr zu diesen Wärmeaustauschmitteln 8.
Die Luftumlaufmittel 7 umfassen Mittel 39 zum Ansaugen der Luft im Innern 2 des Gebäudes 1, Mittel 40 zum Ansaugen der Luft an der Außenluft 2, Mittel 38 zum Versorgen der Wärmeaustauschmittel 8, Mittel zum Verdrängen der Luft aus den Wärmeaustauschmitteln 8, d. h. Mittel 41 im Innern 2 des Gebäudes 1, einerseits, und/oder Mittel 42 an der Außenluft 3 des Gebäudes 1, andererseits.
Die Ventilatoren 36, 37 sind am Ausgang der Mittel 39, 40 zum Ansaugen der Luft parallelgeschaltet, die den einen und/oder den anderen dieser Ventilatoren 36, 37 über Mittel mit Ventilen oder Klappen (43, 44, 48, 49, 50 bis 52) versorgen.
Die gewünschten Bezugstemperaturen und die vorgegebenen Grenzwerttemperaturen der Luft im Innern 2 des Gebäudes 1 sowie der Mittel 11 für die Zwangsspeicherung und/oder der Mittel 8 für den Wärmeaustausch sind thermostatisch regelbar, und zwar in Abhängigkeit zur Witterung und/oder zur Vorstellung des Benutzers in bezug auf seine thermische Behaglichkeit. Die Mittel zum Regulieren und Lüften sind in einem Schrank zusammengefasst, der dazu an einer geeigneten Stelle des Gebäudes 1 aufgestellt ist, mit Ausnahme, gegebenenfalls, der vorerwähnten Messungsmittel.
Die erfindungsgemäße Platte kann auch Wärmeangebotsmittel umfassen, beispielsweise einen Heizboden, um die Temperatur der Mittel 11 für die Zwangsspeicherung über einer vorgegebenen und thermostatisch regelbaren Grenzwerttemperatur TL 4 zu halten.
Der erste Kreis funktioniert wenn die Sonne wärmt und sorgt für das Beschicken der Speichermittel 5, während er die thermische Behaglichkeit aufrecht erhält. Der zweite Kreis wird bei übermäßiger Erwärmung im Innern eingesetzt. Die Kaltluft tritt durch die offene Klappe 44 a ein, und zwar durch Unterdruck. Der vierte Kreis ermöglicht, wenn die Sonne nicht scheint, die Rückgewinnung der Temperaturdifferenz zwischen der Luft am Ausgang 32 der Wärmeaustauschmittel 8 (bei etwa 18-19°C) und der Temperatur der Luft am höchsten Punkt des Gebäudes 1 (üblicherweise etwa 24°C) um die Speichermittel 5 auf einer vorgegebenen Temperatur von etwa 20°C zu halten. Der fünfte Kreis führt die Luft vom höchsten Punkt des Gebäudes 1 an die Außenluft 3 ab wenn die Speichermittel 5 ausreichend aufgeladen sind (wenn sie, beispielsweise, 28°C erreichen). Der dritte Kreis funktioniert nachts im Sommer um die Speichermittel 5 abzukühlen, die das Gebäude 1 tagsüber kühl halten.
Ein sechster Kreis kann in warmen und sonnigen Breiten vorgesehen werden. Bei diesem sechsten Kreis wird die Warmluft tagsüber im Innern 2 des Gebäudes angesaugt, zirkuliert dann in den Wärmeaustauschmitteln 8 um abgekühlt zu werden. Die Wärmeaustauschmittel 8 und die Mittel 11 für die Zwangsspeicherung sind in der Nacht vom dritten Kreis abgekühlt worden, und die kühle Luft wird anschließend in das Innere des Gebäudes verdrängt. Beim sechsten Kreis wird die Warmluft vorzugsweise im hohen Teil 10 angesaugt und die abgekühlte Luft wird in den unteren Teil 9 verdrängt.
In einem erfindungsgemäßen Gebäude sind die Gründungs- und Aufbaumauern 23 doppelwandig und sie umfassen zwischengeschobene Isoliermittel 35, die Trennplatten 14 zwischen den eventuellen Etagen sind großzügig bemessen aber nicht isoliert, um das Aufsteigen der Warmluft im Gebäude durch Konvektion/Leitung zu ermöglichen, und die Mauern 15 und die Decke 17 der oberen Etage 10 sind aus Leichtbaustoff errichtet und umfassen außenliegenden Isoliermittel 35.
Die vorstehend erläuterte vorzugsweise und als Beispiel ohne einschränkende Absicht gezeigte Ausführungsart kann Gegenstand zahlreicher Varianten sein, insbesondere kann das Gebäude 1 nur eine oder, im Gegenteil, eine Vielzahl von Etagen umfassen, oder auch aus einer Übereinanderlagerung von vorstehend beschriebenen oder sonstigen Gebäuden bestehen.

Claims (15)

1. Integrierte Anlage für die Beheizung und Wärmeregelung eines Gebäudes mit Sonnenenergie, die das Erhalten einer behaglichen Temperatur im Innern des Gebäudes mit Hilfe der Energie ermöglicht, die aus der Sonnenstrahlung gewonnen wird und, gegebenenfalls, mit Hilfe einer Zusatzheizung, dadurch gekennzeichnet, daß sie kombiniert mindestens folgendes umfasst:
- eine Fläche (4), die eine Isolierwand bildet, die der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist und für die Sonnenstrahlung transparent ist, insbesondere eine verglaste Fläche, wobei nicht notwendigerweise eine Solaraufnehmervorrichtung mit integriertem Kreislauf aus wärmeführender Flüssigkeit des Typs Flachsolaraufnehmer oder eines sonstigen Typs zum Einsatz gelangt;
- Mittel (5) zum natürlichen Speichern von Kalorien, wobei diese Mittel ein Bestandteil der Struktur (6) des Gebäudes (1) sind und mindestens zum Teil aus der Struktur (6) selbst des Gebäudes (1) bestehen, dessen Masse größer als die normalerweise für die Konstruktion des Gebäudes (1) zum Herstellen des Wärmeleitwiderstandes erforderliche Masse ist;
- Mittel (11) für die Zwangsspeicherung der Kalorien;
- Mittel (8) für den Wärmeaustausch zwischen der von den Mitteln (7) für den Luftumlauf herangeführten Luft und den Mitteln (11) für die Kalorienzwangsspeicherung;
- Mittel (7) für den Zwangsumlauf der Luft zwischen den Räumen des Gebäudes (1), der Außenluft (3) des Gebäudes, den Mitteln (5, 11) für die Kalorienspeicherung und den Mitteln (8) für den Wärmeaustausch.
2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalorienspeicherung hauptsächlich im unteren Teil des Gebäudes erfolgt.
3. Anlage gemäß Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (11) für die Zwangsspeicherung der Kalorien aus mindestens einer Verbundplatte (11) bestehen - insbesondere aus einer unteren Bodenplatte -, die auf integrierte Art und Weise, Mittel (8, 26, 28) umfasst, die das Wärmespeichervermögen bilden, Mittel (8) für den Wärmeaustausch und Mittel (31, 32, 33, 34) für den Zwangsumlauf der Luft in den Mitteln (8) für den Wärmeaustausch, entsprechend einer bestimmten Bahn.
4. Anlage gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Umfangs der transparenten Isolierfläche (4) im Winkel, der von den Richtungen Südost und Südwest gebildet wird, zum Volumen der beheizten und/oder regulierten Innenluft des Gebäudes (1) größer als 5% ist und insbesondere etwa 10% beträgt.
5. Anlage gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (11) für die Kalorienzwangsspeicherung u. a. aus der unteren Bodenverbundplatte (11) bestehen, deren Dicke das Doppelte der normalen Dicke einer traditionellen Bodenplatte überschreitet, d. h. mindestens 45 cm, und die thermisch von den Gründungen (23) durch eine oder mehrere Isoliermaterialschichten isoliert ist, die mehr als 7 cm, insbesondere etwa 15 cm dick sind, und vom Boden durch eine waagerechte Isoliermaterialschicht, die mehr als 4 cm, insbesondere etwa 7 cm dick ist, so daß eine Verdämmung gebildet wird, die nach oben nicht wärmeisoliert ist, und/oder dadurch, daß die Mittel (5) für die natürliche Kalorienspeicherung aus mindestens einer Trennzwischenplatte (14) bestehen, die über der unteren Bodenverbundplatte (11) liegt, deren Dicke mindestens dem Doppelten der Normaldicke entspricht, insbesondere mindestens 26 cm, und/oder aus peripheren Mauern (12) und Innentrennmauern (13) der Räume des unteren Teils (9), wobei diese aus Baustoffen mit hohem Kalorienspeichervermögen bestehen, insbesondere aus vollem Schwerbeton.
6. Anlage gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Mauerwerks und des Betons der Verbundplatte(n) (11), die die Zwangsspeichermittel bilden, bezogen auf das Volumen der beheizten und/oder regulierten Innenluft des Gebäudes (1) größer als 100 kg/m3 ist und, insbesondere, etwa 330 kg/m3 beträgt, und dadurch, daß das Gesamtgewicht der Mittel (5, 11) für die natürliche und Zwangsspeicherung, die aus der Bodenverbundplatte (11), der/den Trennzwischenplatte(n) (14) und den peripheren (12) und Innenmauern (13) des unteren Teils bestehen, bezogen auf das gleiche Luftvolumen, größer als 280 kg/m3 ist und, insbesondere, etwa 560 kg/m3 beträgt.
7. Anlage gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (7) für den Luftumlauf, Mittel (39) für das Ansaugen der Luft im Innern (2) des Gebäudes (1) umfassen, Mittel (4) für das Ansaugen der Luft an der Außenluft (3), Mittel (38) zum Versorgen der Mittel (8) für den Wärmeaustausch, Mittel zum Verdrängen der Luft aus den Mitteln (8) für den Wärmeaustausch, einerseits (41) in das Innere (2) des Gebäudes (1) und/oder, andererseits (42) in die Außenluft (3) des Gebäudes (1).
8. Anlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (39) zum Ansaugen im Innern (2) des Gebäudes (1) die Luft im oberen Teil (10) des Gebäudes (1) ansaugen, wobei die Mittel (41) zum Verdrängen der Luft in das Innere (2) des Gebäudes (1) die Luft in den unteren Teil (9) des Gebäudes (1) verdrängen, so daß die erwärmte Luft, die durch Konvektion in den oberen Teil gestiegen ist, zurückgewonnen wird, und diese Luft in den unteren Teil (9) verdrängt wird, wo die Temperatur natürlicherweise niedriger ist, gegebenenfalls nach einem Durchgang in den Mitteln (11) für die Zwangsspeicherung, im Hinblick auf ihre Erwärmung.
9. Anlage gemäß Anspruch 7 bis 8., dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Regelung des Luftumlaufs umfasst, die aus Mitteln zum Messen der Temperaturen und/oder Durchsatzwerte, aus Mitteln mit Ventilen oder Verteilungsklappen und aus elektronischen logischen Schaltmitteln bestehen, die es ermöglichen, in Abhängigkeit von der Witterung und/oder von den gewünschten Temperaturen der Raumluft im Innern (2) des Gebäudes (1), den Zwangsumlauf der Luft nach mindestens einem der fünf folgenden Kreise zu betätigen:
  • - Ein erster geschlossener Kreis mit hohem Durchsatz, durch den die Luft aus dem Innern (2) des Gebäudes vom leistungsstarken Ventilator (36) in die Ansaugmittel (39) angesaugt wird, dann durch die Zufuhrmittel (38) in die Wärmeaustauschmittel (8) strömt, worauf sie bei der Berührung mit diesen Mitteln abkühlt und dabei Kalorien an die Zwangsspeicherungsmittel (11) abgibt, dann durch die Verdrängungsmittel (41) in das Innere (2) des Gebäudes (1) verdrängt und dort von der Sonnenstrahlung erwärmt wird, worauf sie durch natürliche Konvektion zu den Ansaugmitteln (39) zurückströmt;
  • - ein zweiter offener Kreis mit hohem Durchsatz, über den die Warmluft aus dem Innern (2) des Gebäudes (1) vom leistungsstarken Ventilator (36) in die Ansaugmittel (39) gesaugt und unmittelbar mit Hilfe der Verdrängungsmittel (42) in die Außenluft (3) des Gebäudes verdrängt wird, während Frischluft mit Hilfe der Ansaugmittel (40) aus der Außenluft (3) angesaugt und in das Innere (2) des Gebäudes (1) verdrängt wird;
  • - ein dritter offener Kreis mit hohem Durchsatz, über den Luft aus der Außenluft (3) mit Hilfe des leistungsstarken Ventilators (36) in die Ansaugmittel (40) gesaugt wird und dann durch die Zufuhrmittel (38) in die Wärmeaustauschmittel (8) strömt, worauf sie bei der Berührung mit diesen Mitteln erwärmt wird indem sie die Kalorien der sich abkühlenden Zwangsspeichermittel (11) aufnimmt, und dann mit Hilfe der Verdrängungsmittel (42) in die Außenluft (3) des Gebäudes verdrängt wird;
  • - ein vierter offener Kreis mit niedrigem Durchsatz, über den Luft aus dem Innern (2) des Gebäudes vom leistungsschwachen Ventilator (37) in die Ansaugmittel (39) gesaugt wird und dann durch die Zufuhrmittel (38) in die Wärmeaustauschmittel (8) strömt, worauf sie bei der Berührung mit diesen Mitteln abkühlt und dabei Kalorien an die Zwangsspeichermittel (11) abgibt, dann mit Hilfe der Verdrängungsmittel (42) in die Außenluft (3) des Gebäudes verdrängt wird, wobei die zur Erneuerung erforderliche Frischluft durch normalen Unterdruck aus der Außenluft (3) angesaugt wird;
  • - ein fünfter offener Kreis mit niedrigem Durchsatz, über den Luft aus dem Innern (2) des Gebäudes vom leistungsschwachen Ventilator (37) in die Ansaugmittel (39) angesaugt und dann unmittelbar mit Hilfe der Verdrängungsmittel (42) in die Außenluft (3) verdrängt wird, wobei die zur Erneuerung erforderliche Frischluft durch normalen Unterdruck aus der Außenluft (3) angesaugt wird.
10. Anlage gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die logischen elektronischen Schaltmittel den Luftumlauf wie folgt herstellen:
  • - gemäß dem ersten geschlossenen Kreis, wenn die Sonnenstrahlung oder sonstige Mittel die Luft im Innern (2) des Gebäudes spürbar erwärmen und wenn die Innentemperatur eine vorgegebene Grenzwerttemperatur TL 1 unterschreitet und die Temperatur der Wärmeaustauschmittel (8) und/oder der Zwangsspeichermittel (11) überschreitet, wobei die Temperatur der Zwangsspeichermittel (11) und/oder der Wärmeaustauschmittel (8) unterhalb einer vorgegebenen Grenzwerttemperatur TL 2 verbleibt;
  • - gemäß dem zweiten offenen Kreis, wenn die Sonnenstrahlung oder sonstige Mittel die Luft im Innern (2) des Gebäudes (1) spürbar erwärmen und wenn die Innentemperatur einer vorgegebenen Grenzwerttemperatur TL 1 entspricht oder diese überschreitet und/oder wenn die Temperatur der Zwangsspeichermittel (11) und/oder der Wärmeaustauschmittel (8) einer vorgegebenen Grenzwerttemperatur TL 2 entsprucht oder diese überschreitet;
  • - gemäß dem dritten offenen Kreis, wenn die Außentemperatur die Temperatur der Zwangsspeichermittel (11) und/oder der Wärmeaustauschmittel (8) unterschreitet, insbesondere nachts im Sommer, und wenn die Temperatur der Zwangsspeichermittel (11) und/ oder der Wärmeaustauschmittel (8) eine vorgegebenen Grenzwerttemperatur TL 3 überschreitet, die dazu erforderlich ist, die thermische Behaglichkeit des Gebäudes (1) zu gewährleisten, insbesondere tagsüber im Sommer;
  • - gemäß dem vierten offenen Kreis, wenn die Sonnenstrahlung fehlt und/oder zum spürbaren Erwärmen der Luft im Innern (2) des Gebäudes unzureichend ist und/oder wenn die Zusatzheizung eingeschaltet ist und wenn die Temperatur der Zwangsspeichermittel (11) und/oder der Wärmeaustauschmittel (8) die Temperatur der Raumluft im Innern (2) des Gebäudes unterschreitet;
  • - gemäß dem fünften offenen Kreis, wenn die Sonnenstrahlung fehlt und/oder zum spürbaren Erwärmen der Raumluft im Innern (2) des Gebäudes unzureichend ist und wenn die Lufttemperatur im Innern (2) die Temperatur der Zwangsspeichermittel (11) und/oder der Wärmeaustauschmittel (8) unterschreitet, oder wenn der erste Kreis oder der dritte Kreis eingeschaltet ist.
  • 11. Anlage gemäß Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen sechsten Kreis für die Luft umfasst, der die Warmluft tagsüber im Innern (2) des Gebäudes (1) - insbesondere im oberen Teil (10) - ansaugt, sie in die Wärmeaustauschmittel (8) tsrömen läßt, die in der Nacht abgekühlt worden sind, sowie in die Zwangsspeichermittel (11) durch den dritten Kreis, worauf er die Frischluft in das Innere (2) des Gebäudes (1) verdrängt, insbesondere in den unteren Teil (9).
  • 12. Bauverbundplatte, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Wärmeaustauschlage (27) umfasst, die insbesondere aus Wärmeaustauschmitteln (8) besteht, die zwischen zwei Betonschichten (26, 28) liegen und Kalorienzwangsspeichermittel (11) bilden, und dadurch, daß die so gebildete Einheit einwandfrei an allen Flächen isoliert ist, mit Ausnahme derjenigen, die in Berührung mit der Luft im Innern (2) des Gebäudes (1) steht bzw. stehen.
  • 13. Platte gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschlage (27) einen Lufteingang (32), einen Luftausgang (32), mindestens einen Kanal, der eine Luftverteilungskammer (33) am Eingang bildet, mindestens einen Kanal, der eine Luftaufnahmekammer (34) am Ausgang bildet, und zwischen diesen beiden Kammern (33, 34) Mittel (8) für den Kalorienaustausch mit der Umlaufluft umfasst, insbesondere ein waagerechtes Bett aus Flußkiesel.
  • 14. Platte gemäß Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschlage (27) insgesamt im waagerechten Schnitt rechteckig ist, daß die Verteilungskammern (33) und Luftaufnahmekammern (34) parallel zur Breite der Lage (27) sind, und daß die Luft zwischen diesen Kammern (33, 34) in den Wärmeaustauschmitteln (8) zirkuliert, die parallel zur Länge der Lage (27) sind.
  • 15. Platte gemäß Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschlage (27) insgesamt im waagerechten Schnitt rechteckig ist, daß die Verteilungskammern (33) und Luftaufnahmekammern (34) parallel zur Länge der Lage (27) sind, und daß die Luft zwischen diesen Kammern (33, 34) in den Wärmeaustauschmitteln (8) zirkuliert, die parallel zur Breite der Lage (27) sind.
  • 16. Platte gemäß Anspruch 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungskammer (33) und die Aufnahmekammer (34) jeweils aus einer Vielzahl von Luftaufteilungskanälen bestehen, die zwischengeschoben und miteinander durch Plenum verbunden sind um die Einheitlichkeit des Wärmeaustauschs zu gewährleisten.
  • 17. Platte gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilungskanäle, die die Verteilungskammern (33) und Aufnahmekammern (34) bilden, Lochungen umfassen, die einförmig über ihre Länge verteilt sind, und am Außenende verschlossen sind.
  • 18. Platte gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Lochungsfläche der Kanäle, die die Kammern (33, 34) bilden, pro Kanalmeter, bezogen auf die Außenfläche eines Kanalmeters, 10% überschreitet und insbesondere etwa 30% beträgt.
  • 19. Platte gemäß Anspruch 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsmakkern (33) und Aufnahmekammern (34) so angeordnet sind, daß der Lufteingang (31) im Verteilungskanal (33) dem Luftausgang (32) der Aufnahmekammer (34) diagonal gegenüberliegt, und zwar im Hinblick auf den Ausgleich des Wärmeaustauschs in den Wärmeaustauschmitteln (8).
  • 20. Verbundplatte gemäß Anspruch 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtwärmespeichervermögen pro waagerechten Quadratmeter 150 Wh/m2 · c überschreitet und insbesondere etwa 400 Wh/m2 · c beträgt.
  • 21. Verbundplatte gemäß Anspruch 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührung zwischen der oberen Fläche der Wärmeaustauschmittel (8) und der Betonoberschicht (28) unmittelbar ist, unter Ausschluß jedes Isoliermaterials, und daß der Umfang der oberen Fläche der Wärmeaustauschmittel (8), bezogen aus die waagerechte Fläche der Platte (11) um 50% größer ist und insbesondere etwa 65%.
  • 22. Bodenverbundplatte gemäß Anspruch 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Betonschicht (28) über der Wärmeaustauschlage (27), 20 cm überschreitet und insbesondere etwa 37 cm beträgt, und daß diese Dicke eine Vereinheitlichung der Temperaturen an ihrer Oberfläche bewirkt, die in Berührung mit der Innenluft des Gebäudes (1) steht, sowie eine Phasenverschiebung bei der Verlagerung der thermischen Front, die 4 Stunden überschreitet und insbesondere 8 Stunden beträgt.
  • 23. Platte gemäß Anspruch 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie Wärmeangebotsmittel umfasst, um die Temperatur der Zwangsspeichermittel (11) oberhalb einer Grenzwerttemperatur TL 4 zu halten.
  • 24. Gebäude, dadurch gekennzeichnet, daß es eine integrierte Anlage für die Beheizung und Wärmeregelung mit Sonnenenergie gemäß Anspruch 1 bis 11 umfasst, sowie mindestens eine Bodenverbundplatte gemäß Anspruch 12 bis 23
  • 25. Gebäude gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Gründungs- und Außenmauern (23) doppelwandig sind und zwischengeschobene Isoliermittel (35) umfassen, daß der spezifische Bodenbelag im Erdgeschoß (9) ein Bestandteil der Bodenverbundplatte (11) ist, daß die Trennplatten (14) zwischen den eventuellen Etagen großzügig bemessen aber nicht isoliert sind um das Aufsteigen der Warmluft im Gebäude durch Konvektion/ Leitung zu ermöglichen, und daß die Mauern (15) und die Decke (17) der oberen Etage (10) aus Leichtbaumaterial sind un Außenisoliermittel (35) umfassen.
DE19873710667 1986-04-02 1987-03-31 Integrierte anlage fuer die beheizung und waermeregelung eines gebaeudes mit sonnenenergie, dazugehoerende verbundplatte und gebaeude mit einer solchen anlage und einer solchen platte Withdrawn DE3710667A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE0/216485A BE904532A (fr) 1986-04-02 1986-04-02 Installation integree de chauffage et regulation thermique d'un batiment par energie solaire, dalle composite associee et batiment comportant une telle installation et une telle dalle.
BE904532 1986-04-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3710667A1 true DE3710667A1 (de) 1987-10-08

Family

ID=25654879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873710667 Withdrawn DE3710667A1 (de) 1986-04-02 1987-03-31 Integrierte anlage fuer die beheizung und waermeregelung eines gebaeudes mit sonnenenergie, dazugehoerende verbundplatte und gebaeude mit einer solchen anlage und einer solchen platte

Country Status (4)

Country Link
BE (1) BE904532A (de)
DE (1) DE3710667A1 (de)
FR (1) FR2596856B1 (de)
GB (1) GB2194034B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19747758A1 (de) * 1997-10-29 1999-05-06 Friedrich Werner Dipl Ing Fh Nutzung passiver Sonnenenergie als Lüftungswärmeenergie für Niedrigenergiehäuser und Passivhäuser

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113552913A (zh) * 2021-07-20 2021-10-26 重庆市万州区同鑫现代农业发展有限公司 一种大棚种植管理***
CN115387535B (zh) * 2022-10-28 2023-03-24 中国建筑一局(集团)有限公司 一种具有保温功能的建筑墙板及其使用方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB889757A (en) * 1957-03-14 1962-02-21 Henry Hope Bruce Thermal storage ducts for heating or cooling buildings
US3254702A (en) * 1959-08-25 1966-06-07 Harry E Thomason Heat (or cold) storage apparatus
GB1215416A (en) * 1969-03-21 1970-12-09 Nils Hugo Charles Larsson Improvements in and relating to buildings
SE384913B (sv) * 1974-03-27 1976-05-24 Svenska Flaektfabriken Ab Anordning vid utnyttjande av solenergi for uppvermning av byggnader
US4173304A (en) * 1975-02-20 1979-11-06 Johnson Arthur F Building structure with heat storage and recovery
SE7604250L (sv) * 1975-05-06 1976-11-07 Svenska Flaektfabriken Ab Sett och anordning for utvinning av vermeenergi
US4237863A (en) * 1977-07-20 1980-12-09 Halm Industries Co., Inc. Solar heating system
US4244519A (en) * 1978-03-31 1981-01-13 Zornig Harold F Solar heated and cooled building
NL7811770A (nl) * 1978-11-30 1980-06-03 Veldhoen Isolatie Bv Warmte-accumulator.
US4303058A (en) * 1979-12-18 1981-12-01 Chun Joo H Passive solar heating system
SE8004451L (sv) * 1980-03-18 1981-09-19 Ingestroem Curt Holger Sett vid energiforsorjning av byggnad
FR2485587A1 (fr) * 1980-06-27 1981-12-31 Novelerg Maison climatisee
BE893834A (fr) * 1982-07-14 1982-11-03 Nieuwenhove Albert Van Stockage d'energie solaire.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19747758A1 (de) * 1997-10-29 1999-05-06 Friedrich Werner Dipl Ing Fh Nutzung passiver Sonnenenergie als Lüftungswärmeenergie für Niedrigenergiehäuser und Passivhäuser

Also Published As

Publication number Publication date
GB8707911D0 (en) 1987-05-07
GB2194034A (en) 1988-02-24
GB2194034B (en) 1990-05-23
BE904532A (fr) 1986-07-31
FR2596856B1 (fr) 1990-02-23
FR2596856A1 (fr) 1987-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2231972C2 (de) Anordnung zum Lüften eines Aufenthaltsraumes
DE2547387C2 (de) Einrichtung zum Heizen bzw. Kühlen von Räumen eines Gebäudes
WO2003102484A2 (de) Verfahren zur wärme- und kälteversorgung eines raumes und gebaüdes mit einer mehrzahl von räumen
DE4013759A1 (de) Verfahren zum heizen und/oder kuehlen eines gebaeudes mit solarenergie und anlage zur durchfuehrung des verfahrens
AT505298A4 (de) Plattenförmiges verkleidungselement für eine mauer und mauerverkleidung
DE3312998A1 (de) Gebaeudefassade zur nutzung der solarenergie
DE20203713U1 (de) Vorrichtung in einem Gebäude zur Gewinnung von Wärmeenergie für eine Wärmepumpe
DE102013021773B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Temperieren eines Objektes gegenüber seiner Umgebung
DE2605117A1 (de) Wandelement fuer energietransporte
DE3414973A1 (de) Belueftungssystem fuer ein haus
DE3710667A1 (de) Integrierte anlage fuer die beheizung und waermeregelung eines gebaeudes mit sonnenenergie, dazugehoerende verbundplatte und gebaeude mit einer solchen anlage und einer solchen platte
DE2940830C2 (de) Gebäude mit durchlüftbaren Kanälen in Wänden und Decken
DE10054607A1 (de) Niedrigenergiegebäude
DE29715834U1 (de) Einrichtung zur Klimatisierung und Warmwasserbereitung
DE19849127A1 (de) Dynamisches Wärmeverbundsystem
DE9116975U1 (de) Anlage zum Heizen und/oder Kühlen eines Gebäudes mit Solarenergie unter Verwendung von transparenter Wärmedämmung
DE3530884A1 (de) Klimawand
DE3943405A1 (de) Anlage zur gebaeude- oder behaelterisolierung mittels sonnenenergie oder abwaerme
DE3010063C2 (de)
DE102011008633B4 (de) Gebäude, Gebäudeanbau oder Gebäudefassade mit wenigstens einem überwiegend aus Glas bestehenden Teil in Form eines Wand- und/oder Dachteiles
DE10063748A1 (de) Gebäude mit einem System zum Temperieren
DE3124021C2 (de) Wärmespeicher für eine Heizungsanlage
DE3148480A1 (de) Vorrichtung zur temperaturregelung eines gebaeudes und bauelement zur verwendung in einer derartigen vorrichtung
DE3507594A1 (de) Aussenwandkonstruktion an einem bauwerk
DE3405176A1 (de) Fuer die ausnutzung von sonnenenergie eingerichtete, vorgefertigte aussenwandplatte fuer bauwerke

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination