DE4240577A1 - Bauwerk - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bauwerk mit einem Gebäudeteil,
welches gegenüber einem Fundament verdrehbar gelagert ist.
Es ist bereits bekannt, ein gegenüber dem Fundament drehbar
gelagertes Gebäudeteil eines Gebäudes jeweils in die Richtung
zu verdrehen, in der die natürlichen Energieressourcen von
diesem Gebäudeteil möglichst optimal genutzt werden können.
Ein derartiges Bauwerk stellen beispielsweise auch die
Bockwindmühlen dar, bei denen das aus Holz gebaute Mühlenhaus
um einen Zapfen in den Wind verdreht werden kann, damit die
Flügel des am Mühlenhaus drehbar gelagerten Windrades dem Wind
beispielsweise eine möglichst große Angriffsfläche bieten.
Derartige Bockwindmühlen weisen im drehbaren Mühlenhaus
üblicherweise jedoch keine Arbeits-, Wohn- oder dergleichen
Aufenthaltsräume auf, sondern sind vielmehr praktisch als
reine Windkraftwerke ausgebildet.
Um die natürlichen Energiepotentiale auch bei einem als Wohn-
und Arbeitsstätte vorgesehenen Bauwerk konsequent nutzen zu
können, hat man bereits ein Haus geschaffen, bei dem das
gegenüber dem Fundament verdrehbare Gebäudeteil als
pyramidenförmiges Dach ausgebildet ist, welches auf seinen
schrägen und nach oben hin spitz zu laufenden Dachflächen
mehrere Sonnenkollektoren aufweist. Dieses vorbekannte Haus
weist einen Drehmechanismus auf, der das drehbare Gebäudeteil
in kurzen Zeitintervallen in eine Drehposition verschiebt, in
der die Kollektoren die höchste Lichtausbeute haben. Der
Drehmechanismus ist auch manuell per Knopfdruck zu steuern,
beispielsweise wenn Lärmquellen hinter dieses Gebäudeteil
verlegt werden sollen und dabei eine geringere Ausbeute der
Solarenergie in Kauf genommen wird.
Die durch das pyramidenförmige Gebäudeteile bewirkte schräge
Ausrichtung der Sonnenkollektoren kommt einer guten Ausnützung
der Solarenergie entgegen, jedoch kann diese Bauweise die
Wohnqualität im Gebäudeinneren einschränken, was auch durch in
den unteren Eckbereichen des drehbaren Gebäudeteiles
angeordnete Wintergärten kaum auszugleichen ist.
Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Bauwerk der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die natürlichen
Energieressourcen konsequent nutzt und bei dem gleichzeitig
auch den mit diesem Bauwerk gebotenen Wohn- und
Lebensqualitäten ein hoher Stellenwert beigemessen wird.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem
Bauwerk der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß das
drehbare Gebäudeteil einen im wesentlichen runden Grundriß hat
und daß dieses Gebäudeteil zumindest in einem Teilbereich
seines Außenumfanges wenigstens eine Lichteintrittsöffnung zur
Raumklimatisierung aufweist.
Der im wesentlichen runde Grundriß des drehbaren Gebäudeteiles
kommt auch bei einem zylindrischen Außenumriß in seinem
Oberflächen Volumenverhältnis der Idealform einer Kugel sehr
nahe. So können bei einer Grundfläche von beispielsweise nur 7
qm und etwa 3 Stockwerken bei entsprechender Ausgestaltung der
Stockwerksebenen 250 qm Wohnfläche erzielt werden. Durch den
runden und insbesondere kreisförmigen Grundriß läßt sich eine
kompakte Gebäudehülle ohne Vor- und Rücksprünge erreichen, die
größtenteils Außenwandfläche einspart und die
Wärmetransmission reduziert. Auch dadurch kommt der runde
Grundriß einer optimalen Ausnützung der Solarenergie durch das
erfindungsgemäße Bauwerk entgegen. Dabei läßt sich eine gute
Raumklimatisierung im Gebäudeinneren des drehbaren
Gebäudeteils durch die an dessen Außenumfang vorgesehenen
Lichteintrittsöffnungen erreichen. Gegenüber den beim
Ausrichten vorbekannter Bauwerke vorrangig berücksichtigten
Sonnenkollektoren oder dergleichen Energiewandler heben die
zur Sonne oder Lichtseite des Gebäudes hin möglichst
großflächigen Lichteintrittsöffnungen auch die Wohn- und
Lebensqualität der im Gebäudeinneren befindlichen Bewohner.
Um die natürlichen Energieressourcen konsequent nutzen und die
solare Energiegewinnung optimieren zu können, ist es
zweckmäßig, wenn die Lichteintrittsöffnung(en) aus zumindest
einem Glasfenster, vorzugsweise wenigstens einem
Wärmeschutzfenster, gebildet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht
dabei vor, daß das Gebäudeteil über einen Teilbereich seines
Außenumfangs eine Glasfenster-Front als Lichteintrittsöffnung
aufweist, daß der verbleibende Bereich des Außenumfanges im
wesentlichen fensterlos ausgebildet ist und daß der
Außenumfang in einer gedachten Schnittebene vorzugsweise
jeweils etwa zur Hälfte in einen als Glasfenster-Front
ausgebildeten Teilbereich und in einen fensterlosen Bereich
aufgeteilt ist. Somit können auch auf der der Sonne
abgewandten Seite des drehbar gelagerten Gebäudeteiles, in
dessen im wesentlichen fensterlosen Gebäudebereich, die
Wärmeverluste möglichst gering gehalten werden. Gleichzeitig
ist es für die Bewohner auch möglich, etwa bei einer als zu
stark empfundenen Sonneneinstrahlung, den im wesentlichen
fensterlosen Bereich des Gebäudeteiles zur Sonne hin zu
verdrehen, so daß demgegenüber die Lichteintrittsöffnungen
sich mehr in einer schattigen Position befinden.
Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung von eigener
schutzwürdiger Bedeutung, die ein Bauwerk mit einem in seinem
Außenumfang im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten
Gebäudeteil betrifft, sieht vor, daß das Gebäudeteil im
wesentlichen wendelförmig zueinander angeordnete Boden- oder
Geschoßflächen aufweist. Dieses Raumkonzept ist so ausgelegt,
daß sich gleichgroße und gleichwertige Räume ergeben, die je
nach Bedarf unterteilt werden können. Dadurch ergibt sich ein
großer Spielraum für unterschiedliche Nutzungen innerhalb des
Gebäudes. Durch leichte, veränderbare Trennwände können auch
größere Räume und interessante Raumfolgen geschaffen werden.
Durch die wendel- oder schraubenlinienförmige Anordnung der
Boden- oder Geschoßflächen zueinander werden, auch in
Verbindung mit den als Glasfenster-Front ausgebildeten
Lichteintrittsöffnungen, differenzierte Raumerlebnisse
geschaffen, die eine großzügige Nutzung natürlicher
Freibereiche erlauben. Vor allem aber begünstigt dieses
Raumkonzept auch eine gleichmäßige solarbezogene
Raumklimatisierung über das gesamte Gebäudeinnere des
drehbaren Gebäudeteils.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist
dabei vorgesehen, daß jeder Wendelgang der wendelförmig
ineinander übergehenden Boden- oder Geschoßflächen des
Gebäudeteils aus mehreren, vorzugsweise im wesentlichen aus
drei zweckmäßigerweise kreissegmentförmigen Geschoßebenen
gebildet ist, die insbesondere etwa im gleichen Höhenabstand
voneinander angeordnet sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn
vorzugsweise etwa im halben Höhenabstand zwischen zwei
benachbarten Geschoßebenen eine insbesondere kreissegment
förmige Tritt- und/oder Sitzstufe vorgesehen ist.
Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, daß am
Außenumfang des Gebäudeteiles zumindest eine, insbesondere
wärmeisolierende Schiebewand um die Längsachse des
Gebäudeteiles verschieblich geführt ist und daß diese
Schiebewand in einer seiner Drehstellungen die Glasfensterfront
oder dergleichen Lichteintrittsöffnungen und in einer
anderen Drehstellung den im wesentlichen fensterlosen Bereich
des Außenumfanges des Gebäudeteiles zumindest bereichsweise
überdeckt. Diese Schiebewand bildet einen temporären
Wärmeschutz. Sie kann sich tagsüber vor die geschlossene
Hauswand des drehbaren Gebäudeteiles anschmiegen und
beispielsweise an kalten Winternächten die verglaste
Sonnenfassade des drehbaren Gebäudeteiles schließen, die durch
den dadurch erreichbaren hohen Dämmwert noch effizienter
arbeitet.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn zwischen der Schiebewand und der
benachbarten Außenseite des Gebäudeteiles, vorzugsweise im
Randbereich der Schiebewand, zumindest ein in seinem
Außenumfang aufblasbares oder dergleichen veränderbares
Dichtelement vorgesehen ist, das in seiner Dichtstellung
insbesondere das Gebäudeteil außenseitig beaufschlagt. Dieses
Dichtelement, das an der Hauswand des drehbaren Gebäudeteiles
angebracht sein kann, vorzugsweise aber an der Schiebewand
montiert ist, dichtet den zwischen der Schiebewand und dem
Gebäudeteil verbleibenden Zwischenraum dicht ab und kann
darüber hinaus die Schiebewand auch in der jeweilig
eingenommenen Drehposition fixieren, insbesondere wenn das
Dichtelement in seiner Dichtstellung dieses Gebäudeteil
außenseitig beaufschlagt.
Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung von eigener
schutzwürdiger Bedeutung sieht vor, daß am Gebäudeteil weitere
sonnenbezogene Energiewandler vorgesehen sind, die zum
Ausrichten auf die Sonne relativ zum Gebäudeteil verdrehbar
und/oder schwenkbar sind. Dadurch ist es möglich, das
Gebäudeteil zeitweise auch in eine besonders schattige
Drehposition zu verdrehen, die das Raumklima im Gebäudeinneren
günstig beeinflußt und die dem Bewohner die aktuell beste
Wohnqualität bietet; gleichzeitig kann der sonnenbezogene
Energiewandler zur bestmöglichen Ausnutzung der Solarenergie
gegenüber dem Gebäudeteil verdreht und auf die Sonne
ausgerichtet werden.
Dabei sieht eine Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, daß
am Gebäudeteil, vorzugsweise auf dem Dach des Gebäudeteils,
eine sonnenkollektor-Einheit vorgesehen ist und daß die
Sonnenkollektor-Einheit zum Ausrichten auf die Sonne relativ
zum Gebäudeteil drehbar oder schwenkbar ist. Mit Hilfe dieser
sonnenkollektor-Einheit kann die in dem erfindungsgemäßen
Bauwerk benötigte elektrische Energie aus natürlichen
Ressourcen gewonnen und in ausreichendem Umfang zur Verfügung
gestellt werden.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Sonnenkollektor-Einheit
zumindest ein Photovoltaik-Modul, vorzugsweise mehrere
Photovoltaik-Module aufweist.
Um mit Hilfe dieser Sonnenkollektor-Einheit bspw. eine
zusätzliche Abschaltung zu erreichen, ist vorgesehen, daß die
Sonnenkollektor-Einheit als schirmartiger Wetterschutz
ausgebildet ist, der zumindest bereichsweise lichtdurchlässig
oder lichtundurchlässig ist. Die vorzugsweise zweiachsig
gelagerte, d. h. achsparallel zur Längserstreckung des
Gebäudeteiles verdrehbare und demgegenüber zusätzlich auch
verschwenkbare Sonnenkollektor-Einheit kommt somit
gleichzeitig die Funktion eines Schattenspenders und eines
Regenschutzes für eine eventuelle Dachterrasse zu.
Gleichzeitig kann mit diesem Solarkraftwerk das ganze Jahr
über, mit einem möglichst optimalen Wirkungsgrad, Sonnenlicht
"geerntet" und dieses in den benötigten elektrischen Strom
umgewandelt werden.
Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, daß
am Gebäudeteil, vorzugsweise auf dem Dach des Gebäudeteils,
ein auf die Sonne ausgerichteter oder ausrichtbarer
Parabolspiegel oder dergleichen Hohlspiegel vorgesehen ist, in
dessen Brennpunkt ein Stirling-Motor zur Energieumwandlung
vorgesehen ist, daß der Hohlspiegel zum Ausrichten auf die
Sonne relativ zum Gebäudeteil insbesondere drehbar oder
schwenkbar ist und daß der Stirling-Motor zweckmäßigerweise
mit einem Stromgenerator in Antriebsverbindung steht.
Um auch die in Form des Regenwassers angebotenen natürlichen
Ressourcen konsequent im erfindungsgemäßen Bauwerk nutzen zu
können, ist es vorteilhaft, wenn am Gebäudeteil ein
vorzugsweise rinnenförmiger Regenwasser-Sammler vorgesehen
ist, der in einem Brauchwasser-Leitungssystem mündet und wenn
der Regenwasser-Sammler zum Auffangen des auf dem
Sonnenkollektor oder dem Hohlspiegel auftreffenden
Regenwassers im Bereich dieses Energiewandlers angeordnet ist.
Somit kann das auf diesen Energiewandlern auftreffende
Regenwasser vom Regenwasser-Sammler gesammelt und in eine
Zisterne geleitet werden, um je nach Bedarfals wertvolles,
kalkarmes Brauchwasser dem Brauchwasser-Leitungssystem
entnommen zu werden. Durch die Verwendung von Regenwasser als
Brauchwasser lassen sich die eventuell benötigten Mengen an
Reinigungsmitteln zumindest teilweise einsparen, so daß das
erfindungsgemäße Bauwerk auch insoweit einer behutsamen
konsequenten Nutzung der natürlichen Ressourcen entgegenkommt.
Um die als Sonnenkollektor-Einheit oder als Hohlspiegel
ausgebildeten Energiewandler praktisch automatisch der Sonne
nachführen zu können, ist es zweckmäßig, wenn eine
Steuereinheit vorgesehen ist, die zum Drehen oder Schwenken
der Sonnenkollektor-Einheit, des Hohlspiegels oder dergleichen
Energiewandlers mit einem Drehantrieb in Steuerverbindung
steht und wenn die Steuereinheit als Nachführsteuerung
ausgebildet ist, die den Energiewandler relativ zum
Gebäudeteil in eine vorgebbare Dreh- und/oder Schwenkposition
nachführt. Dabei kann die Steuereinheit den Energiewandler in
eine Drehposition nachführen, in der beispielsweise ein mit
der Steuereinheit in Steuerverbindung stehendes Meßgerät eine
vorgebbare Beleuchtungsstärke wahrnimmt; möglich ist aber
auch, daß die Steuereinheit den Energiewandler der aktuellen
Sonneneinstrahlung solange nachführt, bis der in diesem
Zeitpunkt mittels des Energiewandlers maximal erzielbare
Energiewert erreicht ist.
Eine demgegenüber andere Ausführungsform gemäß der Erfindung
sieht vor, daß eine Steuereinheit vorgesehen ist, die zum
Drehen oder Schwenken der Sonnenkollektor-Einheit, des
Hohlspiegels oder dergleichen Energiewandlers mit einem
Drehantrieb in Steuerverbindung steht und daß die
Steuereinheit zum Ausrichten auf eine jahres- und
tageszeitlich vorprogrammierbare Dreh- und/oder
Schwenkposition mit einer Zeiterfassungseinheit in
Steuerverbindung steht.
Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, daß am
Gebäudeteil außenseitig, vorzugsweise im Bereich der
Lichteintrittsöffnungen, Vakuum-Röhrenkollektoren oder
dergleichen Wärmetauscher zur Erzeugung von Heißwasser
vorgesehen sind. Sind diese Wärmetauscher im Bereich der
Sonnenfassade oder dergleichen Lichteintrittsöffnungen des
drehbaren Gebäudeteils angeordnet, können sie mit einer
Drehung dieses Gebäudeteiles der Sonne einachsig nachgeführt
werden. Das in den Vakuum-Röhrenkollektoren oder dergleichen
erwärmte Wasser kann als warmes Brauchwasser in das
Brauchwasser-Leitungssystem eingespeist und/oder einem
Warmwasser-Speicher zugeführt werden.
Um dieses in den Wärmetauschern erwärmte Wasser jedoch
möglichst gut und vielseitig nutzen zu können, sieht eine
Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, daß die Wärmetauscher
mit einer Fußbodenheizung verbunden sind, die vorzugsweise als
Grundlastheizung ausgelegt ist. Der mittels der
Fußbodenheizung solar erwärmte Estrich des erfindungsgemäßen
Bauwerkes dient somit auch der Wärmespeicherung im drehbaren
Gebäudeteil.
Um das Gebäudeinnere in diesem Gebäudeteil noch zusätzlich
möglichst rasch auf die gewünschte Raumtemperatur aufheizen zu
können, ist es vorteilhaft, wenn zur zusätzlichen
Raumklimatisierung des Gebäudeteils eine Warmluft- oder
Lüftungsheizung vorgesehen ist und wenn die der
Lüftungsheizung zugeführte Luft zur Erwärmung auf eine etwa
über dem Gefrierpunkt liegende Temperatur vorzugsweise durch
eine im Erdboden verlegte, entsprechend lang dimensionierte
Zuführleitung geführt ist. Insbesondere mit einer
Lüftungsheizung läßt sich das Gebäudeinnere des
erfindungsgemäßen Bauwerkes rasch auf die gewünschte
Raumtemperatur aufheizen. Dabei ist diese gegebenenfalls
solarerwärmte Lüftungsheizung vorzugsweise nur als schnelles
Zusatzheizsystem vorgesehen, um die als Grundlastheizung
ausgelegte Fußbodenheizung im Bedarfsfalle zu unterstützen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in
Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die
einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei
einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.
Es zeigt in unterschiedlichen Maßstäben:
Fig. 1 ein Bauwerk in einer Vorderansicht, das ein gegenüber
einem Fundament drehbar gelagertes Gebäudeteil hat,
Fig. 2 das Bauwerk aus Fig. 1 in einer Seitenansicht,
Fig. 3 das Bauwerk aus Fig. 1 und 2 in einer Rückansicht
auf seine dort im wesentlichen fensterloser
Hausfassade,
Fig. 4 das Bauwerk aus den Fig. 1 bis 3 in einem
Längsschnitt,
Fig. 5 das Sockelgeschoß des Bauwerks aus den Fig. 1 bis
4 in einem Querschnitt,
Fig. 6 die Eingangsebene in dem zwischen Sockelgeschoß und
drehbarem Gebäudeteil angeordneten Bereich des
Bauwerks aus den Fig. 1 bis 5,
Fig. 7 das drehbare Gebäudeteil in einem Querschnitt durch
eine untere Geschoßebene,
Fig. 8 das Gebäudeteil in einem Querschnitt durch eine
mittlere Geschoßebene,
Fig. 9 das Gebäudeteil in einem Querschnitt durch eine obere
Geschoßebene und
Fig. 10 das drehbare Gebäudeteil des Bauwerks aus den Fig.
1 bis 9 in einem Teil-Querschnitt im Bereich des
Dachgartens.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Bauwerk 1 dargestellt, das ein
ortsfestes Sockelteil oder Sockelgeschoß 2 sowie ein gegenüber
dem Fundament um seine vertikale Längsachse drehbar gelagertes
Gebäudeteil 3 aufweist. Das Gebäudeteil 3 weist einen im
wesentlichen kreisförmigen Grundriß auf und ist im Bereich
seiner Geschoßebenen praktisch zylindrisch ausgebildet. In dem
dem Sockelgeschoß 2 zugewandten Teilbereich des drehbaren
Gebäudeteiles weist dieses eine röhren- oder zapfenförmige
Querschnittsverengung 4 auf, die die tragende Säule oder den
Stamm des praktisch baumförmigen Gebäudeteiles 3 darstellt und
bei entsprechender Länge dieses verengten röhrenförmigen Teils
unter dem Gebäudeteil 3 eine geschützte Nutz- und Stellfläche
bildet.
Aus einem Vergleich der Fig. 1 bis 3 einerseits mit den
Fig. 7 bis 9 andererseits wird deutlich, daß das
Gebäudeteil 3 in einem Teilbereich seines Außenumfanges
Lichteintrittsöffnungen aufweist, die durch Wärmeschutzfenster
5 verschlossen sind, eine Glasfenster-Front oder -Fassade
bilden und der Raumklimatisierung dienen. Das auf dem
Sockelgeschoß 2 drehbar gelagerte Gebäudeteil 3 kann somit mit
seiner die Licht- und Wärmestrahlen der Sonne einfangenen
Seite der Sonne nachwandern, wobei die Drehantriebsrichtung
des Gebäudeteile 3 zumindest so gewählt ist, daß die
Fensterfront dem Sonnenstand auf kürzestem Wege nachgeführt
werden kann.
Da der verbleibende Bereich des Außenumfanges des
Gebäudeteiles 3 im wesentlichen fensterlos ausgebildet ist,
ist der Außenumfang des Gebäudeteiles 3 in einer gedachten
Querschnittsebene jeweils etwa zur Hälfte in einen als
Glasfenster-Front ausgebildeten Teilbereich 7 und einen
fensterlosen Wandbereich 6 aufgeteilt. Bei einer hohen
Sonneneinstrahlung kann das Gebäudeteil 3 daher von den
Bewohnern auch so gedreht werden, daß der im wesentlichen
fensterlose Bereich 6 der Hausfassade zur Sonne hin
ausgerichtet ist und die gläserne Fensterfassade eher im
Schatten liegt.
Vor allem in Fig. 3 ist erkennbar, daß der praktisch
fensterlose Wandbereich 6 im Außenumfang des Gebäudeteiles 3
über die gesamte Längserstreckung dieses Gebäudeteiles nur
wenige schmale Fensteröffnungen 8 hat und praktisch eine
geschlossene Wand bildet, die im Vergleich zu der die
Glasfensterfront bildenden und aneinander angrenzenden
Wärmeschutzfenstern 5 im Bereich 7 der Hausfassade nur eine
wesentlich kleinere Lichteintrittsöffnung darstellen.
Am Außenumfang des Gebäudeteiles 3 ist eine wärmeisolierende
Schiebewand 9 um die Längsachse des Gebäudeteiles 3
verschieblich geführt, die in der in Fig. 2 und 3
dargestellten Drehposition den im wesentlichen fensterlosen
Wandbereich 6 des Gebäudeteiles 3 und in einer anderen - hier
nicht dargestellten - Drehstellung die Glasfenster-Front
überdeckt.
Die Schiebewand 9 ist im oberen und vorzugsweise auch im
unteren Randbereich des Gebäudeteiles 3 verschieblich gehalten
und weist Lichteintrittsöffnungen auf, die in der in Fig. 2
und 3 gezeigten Drehstellung etwa mit den wenigen
Fensteröffnungen 8 im Wandbereich 6 des Gebäudeteiles 3
fluchten.
Diese Schiebewand kann auf ihrer dem Gebäudeteil 3 zugewandten
Innenseite eine Infrarot-reflektierende Beschichtung
aufweisen, um die vom Gebäudeinneren ausgehende
Wärmeausstrahlung wieder in das Gebäudeteil 3 zurückzu
reflektieren.
Als Drehantrieb für die Schiebewand 9 ist ein am Außenumfang
des Gebäudeteiles 3 verfahrbares und mit einem Antriebsmotor
in Antriebsverbindung stehendes Gummirad vorgesehen, das die
Gebäudeaußenseite des Gebäudeteiles 3 beaufschlagt. Möglich
ist aber auch ein Zugantrieb, dessen an der Schiebewand 9
angreifendes Zugelement in einer Kulissenführung über den
Kreisumfang des Gebäudeteiles 3 geführt ist.
Die Schiebewand 9 kann nicht nur als temporärer Wärme- und
Sonnenschutz eingesetzt werden, sondern stellt auch einen
gewissen Einbruchsschutz dar. Zweckmäßig ist es, wenn in den
umlaufenden Randbereichen der Schiebewand zumindest ein in
seinem Außenumfang beispielsweise aufblasbares oder
dergleichen veränderbares Dichtelement vorgesehen ist, das in
seiner Dichtstellung das Gebäudeteil 3 außenseitig
beaufschlagt. Dieses Dichtelement kann in seiner Dichtstellung
nicht nur den zwischen der Schiebewand 9 und dem Gebäudeteil 3
verbliebenen Zwischenraum isolierend abdichten, sondern legt
auch die Schiebewand 9 in der gewählten Drehstellung fest.
Zweckmäßig ist es, wenn am Gebäudeteil zwei weitere
sonnenbezogene Energiewandler vorgesehen sind, die zum
Ausrichten auf die Sonne relativ zum Gebäudeteil 3 verdrehbar
und/oder verschwenkbar sind. Beispielsweise weist das in Fig.
1 bis 3 in verschiedenen Außenansichten dargestellte Bauwerk 1
auf dem Dach seines drehbaren Gebäudeteiles 3 eine
Sonnenkollektor-Einheit auf, die hier als zweiachsig
nachführbares Photovoltaik-Solarpaneel mit über 50 qm
Hochleistungs-Photovoltaik-Modulen ausgebildet ist. Dieses
Solarpaneel hat einen hohen Wirkungsgrad, eine langandauernde
Spitzenleistungskurve und verwandelt das Sonnenlicht derart
wirkungsvoll in elektrischen Strom, daß eventuell noch
zusätzlicher Strom vom Bauwerk 1 aus in das Stromnetz
eingespeist werden kann.
Aus den Fig. 1 bis 3 wird deutlich, daß die
Sonnenkollektor-Einheit 10 als schirmartiger Wetterschutz
ausgebildet ist, der mit seiner großen, schräg geneigten
Paneelfläche beispielsweise als Sonnenschirm und
Schattenspender auf dem Dachgarten des Gebäudeteiles 3
eingesetzt werden kann. Je nachdem, ob die Sonnenkollektor-
Einheit das Sonnenlicht eventuell noch geringfügig durchlassen
soll, kann es zweckmäßig sein, wenn die Sonnenkollektor-
Einheit 10 zumindest bereichsweise lichtdurchlässig oder
lichtundurchlässig ist.
Wegen der zweiachsigen Verdrehbarkeit und Schwenkbarkeit der
sonnenkollektor-Einheit 10 kann es zweckmäßig sein, wenn diese
auch als Kran, beispielsweise als Baukran oder Materialkran,
ausgebildet ist.
Die Sonnenkollektor-Einheit oder dergleichen sonnenbezogener
Energiewandler wird mittels einer - hier nicht dargestellten -
Steuereinheit dem Sonnenlicht nachgeführt. Diese Steuereinheit
steht zum Drehen oder Schwenken der sonnenkollektor-Einheit 10
mit einem Drehantrieb in Steuerverbindung, wobei die
Steuereinheit als Nachführsteuerung ausgebildet sein kann, die
die Sonnenkollektor-Einheit 10 relativ zum Gebäudeteil 3 in
eine vorgebbare Dreh- und/oder Schwenkposition nachführt.
Falls die Sonnenkollektor-Einheit 10 jedoch auf eine jahres-
und tageszeitlich vorprogrammierbare Dreh- und/oder
Schwenkposition ausgerichtet werden soll, ist es zweckmäßig,
wenn diese Steuereinheit mit einer Zeiterfassungseinheit in
Steuerverbindung steht.
Aus dem in Fig. 4 dargestellten Längsschnitt des Bauwerkes 1
wird deutlich, daß dessen Gebäudeteil außenseitig, im Bereich
der Glasfenster-Front 7, Vakuum-Röhrenkollektoren 11 oder
dergleichen Wärmetauscher zur Erzeugung von Heißwasser
aufweist. Diese Wärmetauscher 11 sind an einem am Außenumfang
des Gebäudeteiles 3 vorgesehenen balkonartigen
Inspektionsgerüst 12 gehalten und daran geländerartig
befestigt. Die Vakuum-Röhrenkollektoren 11 sind mit einem
Warmwasserspeicher oder dergleichen Wärmepuffer verbunden, aus
dem beispielsweise das im Bauwerk 1 benötigte Warm- oder
Heißwasser über ein Brauchwasser-Leitungssystem entnommen
werden kann. Es versteht sich, daß in einem durch die
Wärmetauscher 11 führenden Primär-Kreislauf statt Wasser auch
eine andere, weniger gefrier-gefährdete Substanz geführt
werden kann.
Es ist vorgesehen, daß die Vakuum-Röhrenkollektoren 11 oder
dergleichen Wärmetauscher auch mit einer Fußbodenheizung
verbunden sind, die vorzugsweise als Grundlastheizung
ausgelegt ist. Dabei wird die von den Vakuum-Röhrenkollektoren
11 zuströmende heiße Flüssigkeit zunächst in den Wärmepuffer
eingeleitet, um dort soweit abgekühlt und mit kühlerem Medium
vermischt zu werden, das anschließend das Wärmetauscher-Medium
der Vakuum-Röhrenkollektoren 11 in die Fußbodenheizung mit
einer ausreichenden Temperatur einströmen kann.
Der mit den Wärmetauschern 11 verbundene, hier nicht sichtbare
Wärmepuffer ist in der in Fig. 7 dargestellten unteren
Geschoßebene des Gebäudeteiles 3 angeordnet.
Da die Fußbodenheizung nur als Grundlast-Heizung dient, ist
eine weitere Lüftungsheizung erforderlich. Dabei wird die
Abluft- und die Zuluft dieser Lüftungsheizung in an sich
bekannter Weise über einen Wärmetauscher geführt, um die Wärme
der aus dem Gebäude inneren herausgeleiteten Abluft an die
angesaugte Zuluft weiterzugeben. Die für die Lüftungsheizung
vorgesehene Luft wird mittels eines Heizregisters noch
zusätzlich erwärmt, wobei dieser Heizregister als ein mit dem
Warmwasser-Speicher oder dergleichen Wärmepuffer verbundener
und ebenfalls über die Vakuum-Röhrenkollektoren 11
solarerwärmter Wärmetauscher ausgebildet ist.
Wie Fig. 1 zeigt, ist im Bereich des Sockelgeschosses 2 eine
Wendeltreppe 13 vorgesehen, über dessen zentrales Tragrohr 14
die der Lüftungsheizung zugeführte Zuluft angesaugt wird.
Bevor diese Zuluft in das Gebäudeinnere einströmt, wird es
über eine im Erdboden verlegte, entsprechen lang bemessene
Zufuhrleitung auch bei sehr kühlen Außentemperaturen auf
Temperaturen über 0°C erwärmt. Die Zuluft wird über
Luftfilter angesaugt, die sich am freien Ende des zentralen
Tragrohres 14 der Wendeltreppe 13 befinden, um Pollen oder
dergleichen Luftverunreinigungen auszufiltern.
Wie Fig. 5 zeigt, ist das übergrünte Sockelgeschoß 2 als
Wohn- und Arbeitsgeschoß vorgesehen, das sich zur Sonne hin
mit einer Wärmeschutz-isolierverglasten Fensterwand
großflächig öffnet. Alle anderen Hüllflächen des
Sockelgeschosses 2 werden ins Erdreich eingebunden und mit
einer außenliegenden Wärmedämmung versehen. Das Sockelgeschoß
2 beinhaltet hier eine Zwei- bis Dreizimmerwohnung, einen
Hausanschluß- und Technikraum sowie eine Verbindungsröhre 15
zu dem baumartigen Gebäudeteil 3, wobei in der
Verbindungsröhre 15 auch der Befestigungskranz, der
Aufnahmekranz für das Schwenklager und der Drehantrieb zum
Verdrehen des Gebäudeteils 3 vorgesehen ist.
Das Gebäudeteil 3 weist, wie Fig. 4 sowie die Fig. 6 bis
10 zeigen, einen zentralen Treppenhaus-Zylinder 16 auf, der
beispielsweise aus Schichtholz hergestellt und mit dem
Gebäudeteil 3 fest verbunden ist. In diesem Treppenhaus-
Zylinder 16 ist eine Wendeltreppe 17 vorgesehen, die auf
sparsame Weise alle Ebenen und Räume des Gebäudeteils 3
erschließt. Der Treppenhaus-Zylinder 16 ist in der
Verbindungsröhre 15 des Sockelgeschosses 2 drehbar gelagert,
so daß das Gebäudeteil 3 mittels dem hier nicht dargestellten
Drehantrieb in die gewünschte Drehposition verdreht werden
kann. Aus Fig. 4 sowie insbesondere den Fig. 7 bis 10 wird
deutlich, daß das Gebäudeteil 3 im wesentlichen wendelförmig
zueinander angeordnete Boden- oder Geschoßflächen aufweist.
Dabei ist jeder, sich über 360° erstreckende Wendelgang der
wendelförmig ineinander übergehenden Boden- oder Geschoß
flächen des Gebäudeteils 3 aus drei kreissegmentförmigen
Geschoßebenen gebildet, die im gleichen Höhenabstand
voneinander mit einem Geschoßversatz von 90 cm angeordnet
sind. Diese drei, hier mit 18 gekennzeichneten Geschoßebenen
der einzelnen Wendelgänge sind über Sitz- und Trittstufen
verbunden, die als Zwischenstufen 19 im halben Höhenabstand
von 45 cm zwischen zwei benachbarten Geschoßebenen angeordnet
sind.
Das Gebäudeteil 3 stellt hier eine Ingenieur-Holzkonstruktion
dar, deren durch die Geschoßebenen 18 und Zwischenstufen 19
gebildeten Radialraster mit den Holzträgern sowie den in die
Konstruktion eingearbeiteten Höhenvorsprüngen von innen wie
von außen ablesbar sind. Zusammen mit der großzügigen
Verglasung der Glasfenster-Fassade 7, der auch durch die
Sonnenkollektor-Einheit 10 geschützten und in Fig. 10
dargestellten Dachterrasse, mit dem spiralförmig ansteigenden
Dachgarten und auch der durch das turmartige Gebäudeteil 3
bewirkten Aussichtslage werden höchste Wohnatmosphäre und
Wohnqualitäten erzielt.
In den Fig. 7 bis 10 ist der praktisch fensterlose
Wandbereich 6, die als Glasfenster-Front ausgebildete
Fensterfassade 7 sowie die gestrichelt angedeutete Schiebewand
9 des Gebäudeteiles 3 gut zu erkennen.
Am Gebäudeteil 3 ist auch ein vorzugsweise rinnenförmiger
Regenwasser-Sammler vorgesehen, der über ein im Dachgarten-
Bereich angeordnetes Wasserbecken 20 zum Brauchwasser-
Leitungssystem des Bauwerks 1 führt. Der hier nicht
dargestellte Regenwasser-Sammler ist zum Auffangen des auf der
sonnenkollektor-Einheit 10 auftreffenden Regenwassers im
Bereich dieses Energiewandlers angeordnet.
Mittels des aufgefangenen Regenwassers werden die im Haus
befindlichen Wasch- und Spülmaschinen, d. h. alle
Wasserverbraucher, die höhere Anforderungen an die
Wasserqualität stellen, betrieben, so daß wegen der
Kalkfreiheit des Regenwassers weniger Spülmittel erforderlich
sind. Das von diesen Wasserverbrauchern benützte Brauchwasser
wird anschließend über eine im Garten des Bauwerks 1
befindliche biologische Reinigungsanlage geführt und einem
Schönungsteich zugeführt, in der die Qualität des Wassers auch
optisch beurteilt werden kann. Diesem Schönungsteich ist
zuströmseitig ein Wasserspeicher vorgeschaltet, der den
Wasserspiegel im Teich auf einen bestimmten Pegel ausgleicht
und ein Absinken des Wasserspiegels verhindert, was
andernfalls eine Belästigung durch Schnaken oder dergleichen
verursachen könnte. Abströmseitig ist dem Schönungsteich
ebenfalls ein Brauchwasserspeicher nachgeschaltet, um darin
das Brauchwasser mit einer geringeren Wasserqualität
aufzufangen. Dieses Brauchwasser kann beispielsweise zum
Blumengießen eingesetzt werden, da es Phosphate und
dergleichen Düngerstoffe als Reststoffe der verwendeten
Waschmittel enthält. Dieses Brauchwasser wird aber auch für
ein zusätzliches Wasser-WC 21 verwendet, welches sich in einer
unteren Gebäudeebene oder - wie hier - im Sockelgeschoß 2
befindet. Im Bereich der mittleren, in Fig. 8 dargestellten
Geschoßebene des drehbaren Gebäudeteils 3 ist ein
Toilettensitz 22 vorgesehen, der über ein kurzes Fallrohr in
eine Komposttoilette 23 führt, die in der in Fig. 7
dargestellten unteren Geschoßebene des Gebäudeteiles 3
angeordnet ist. Diese Komposttoilette, die ohne Wasserspülung
funktioniert, ist über ein weiteres Fallrohr mit einer im
Bereich des Küchenspülbeckens 24 angeordneten Fallöffnung
verbunden, in die die in der Küche anfallenden
verrottungsfähigen organischen Abfälle eingefüllt und der
Komposttoilette 23 zugeführt werden können.
Das Bauwerk 1 mit seinem drehbaren Gebäudeteil 3 kann
selbstverständlich aus den verschiedensten geeigneten
Baumaterialien hergestellt werden. In der hier dargestellten
Ausführungsform ist das Gebäudeteil 3 jedoch als
Holzkonstruktion ausgebildet und somit ebenfalls aus einem
natürlichen Material hergestellt.
Das um seine vorzugsweise vertikale Längsachse verdrehbare
Gebäudeteil 3, das bei einer kleineren Dimensionierung aus dem
Sockelgeschoß 2 entnommen und an anderer Stelle wieder
aufgebaut werden kann, kann je nach Raumbedarf durch Anfügung
weiterer kreissegmentförmiger Geschoßebenen insbesondere in
dem dem Sockelgeschoß 2 abgewandten oberen Bereich des
Gebäudeteiles 3 noch beliebig erweitert werden.
Im Gegensatz zu manch anderen Energie-autarken Bauwerken nutzt
das erfindungsgemäße Bauwerk 1 nicht nur die natürlichen
Energieressourcen in konsequenter Weise, sondern setzt
gleichzeitig auch die Umweltressourcen in eine möglichst hohe
Lebens- und Wohnqualität um.
Claims (19)
1. Bauwerk mit einem Gebäudeteil, welches gegenüber einem
Fundament verdrehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das drehbare Gebäudeteil (3) einen im wesentlichen
runden Grundriß hat und daß dieses Gebäudeteil (3)
zumindest in einem Teilbereich seines Außenumfanges
wenigstens eine Lichteintrittsöffnung zur
Raumklimatisierung aufweist.
2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichteintrittsöffnung(en) aus zumindest einem Glasfenster,
vorzugsweise einem Wärmeschutzfenster (5), gebildet ist.
3. Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gebäudeteil (3) über einen Teilbereich seines
Außenumfanges eine Glasfenster-Front als Lichteintritts
öffnung aufweist, daß der verbleibende Bereich des
Außenumfanges im wesentlichen fensterlos ausgebildet ist
und daß der Außenumfang vorzugsweise jeweils etwa zur
Hälfte in einen als Glasfenster-Front ausgebildeten
Teilbereich (7) und in einen zweckmäßigerweise praktisch
fensterlosen Wandbereich (6) aufgeteilt ist.
4. Bauwerk insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit
einem in seinem Außenumfang im wesentlichen zylindrisch
ausgebildeten Gebäudeteil, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gebäudeteil (3) im wesentlichen wendelförmig zueinander
angeordnete Boden- oder Geschoßflächen aufweist.
5. Bauwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Wendelgang der wendelförmig ineinander übergehenden Boden-
oder Geschoßflächen des Gebäudeteiles (3) aus mehreren,
vorzugsweise im wesentlichen aus drei zweckmäßigerweise
kreissegmentförmigen Geschoßebenen (18) gebildet ist, die
insbesondere etwa im gleichen Höhenabstand voneinander
angeordnet sind.
6. Bauwerk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß vorzugsweise im halben Höhenabstand zwischen zwei
benachbarten Geschoßebenen (18) eine insbesondere
kreissegmentförmige Tritt- und/oder Sitzstufe (19)
vorgesehen ist.
7. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Gebäudeteiles
zumindest eine insbesondere wärmeisolierende Schiebewand
(9) um die Längsachse des Gebäudeteiles (3) verschieblich
geführt ist und daß die Schiebewand (9) in einer seiner
Drehstellungen die Glasfenster-Front (7) oder dergleichen
Lichteintrittsöffnungen und in einer anderen Drehstellung
den Wandbereich (6) des Außenumfanges des Gebäudeteiles
(3) zumindest bereichsweise überdeckt.
8. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Schiebewand (9) und der
benachbarten Außenseite des Gebäudeteiles (3),
vorzugsweise im Randbereich der Schiebewand (9), zumindest
ein in seinem Außenumfang aufblasbares oder dergleichen
veränderbares Dichtelement vorgesehen ist, das in seiner
Dichtstellung insbesondere das Gebäudeteil (3) außenseitig
beaufschlagt.
9. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß am Gebäudeteil (3) weitere
sonnenbezogene Energiewandler vorgesehen sind, die zum
Ausrichten auf die Sonne relativ zum Gebäudeteil (3)
verdrehbar und/oder schwenkbar sind.
10. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß am Gebäudeteil (3), vorzugsweise auf
dem Dach des Gebäudeteils (3), eine Sonnenkollektor-
Einheit (10) vorgesehen ist und daß die Sonnenkollektor-
Einheit zum Ausrichten auf die Sonne relativ zum
Gebäudeteil (3) drehbar und/oder schwenkbar ist.
11. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die sonnenkollektor-Einheit (10)
zumindest ein Photovoltaik-Modul, vorzugsweise mehrere
Photovoltaik-Module aufweist.
12. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die sonnenkollektor-Einheit (10) als
schirmartiger Wetterschutz ausgebildet ist, der zumindest
bereichsweise lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig
ist.
13. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß am Gebäudeteil (3), vorzugsweise auf
dem Dach des Gebäudeteils (3), ein auf die Sonne
ausgerichteter oder ausrichtbarer Parabolspiegel oder
dergleichen Hohlspiegel vorgesehen ist, in dessen
Brennpunkt ein Stirling-Motor zur Energieumwandlung
vorgesehen ist, daß der Hohlspiegel zum Ausrichten auf die
Sonne relativ zum Gebäudeteil insbesondere drehbar
und/oder schwenkbar ist und daß der Stirling-Motor
zweckmäßigerweise mit einem Stromgenerator in
Antriebsverbindung steht.
14. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß am Gebäudeteil (3) ein vorzugsweise
rinnenförmiger Regenwasser-Sammler vorgesehen ist, der in
einem Brauchwasser-Leitungssystem mündet, daß der
Regenwasser-Sammler zum Auffangen des auf dem
Sonnenkollektor oder dem Hohlspiegel auftreffenden
Regenwassers im Bereich dieses Energiewandlers angeordnet
ist.
15. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit vorgesehen ist, die
zum Drehen und/oder Schwenken der sonnenkollektor-Einheit,
des Hohlspiegels oder dergleichen Energiewandlers mit
zumindest einem Dreh- und/oder Schwenkantrieb in
Steuerverbindung steht und daß die Steuereinheit als
Nachführsteuerung ausgebildet ist, die den Energiewandler
relativ zum Gebäudeteil (3) in eine vorgebbare Dreh
und/oder Schwenkposition nachführt.
16. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit vorgesehen ist, die
zum Drehen und/oder Schwenken der Sonnenkollektor-Einheit,
des Hohlspiegels oder dergleichen Energiewandlers mit
zumindest einem Dreh- und/oder Schwenkantrieb in
Steuerverbindung steht und daß die Steuereinheit zum
Ausrichten auf eine jahres- und tageszeitlich
vorprogrammierbare Dreh- und/oder Schwenkposition mit
einer Zeiterfassungseinheit in Steuerverbindung steht.
17. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß am Gebäudeteil außenseitig,
vorzugsweise im Bereich der Lichteintrittsöffnungen,
Vakuum-Röhrenkollektoren oder dergleichen Wärmetauscher
(11) zum Beispiel zur Erzeugung von Heißwasser und/oder
als Wärmequelle für eine Fußboden-Heizung vorgesehen sind.
18. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (11) mit einer
Fußboden-Heizung verbunden sind, die vorzugsweise als
Grundlast-Heizung ausgelegt ist.
19. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Raumklimatisierung
des Gebäudeteils (3) eine Warmluft- oder Lüftungsheizung
vorgesehen ist und daß die der Warmluft- oder
Lüftungsheizung zugeführte Luft zur Erwärmung auf eine
etwa über dem Gefrierpunkt liegende Temperatur
vorzugsweise durch eine im Erdboden verlegte Zufuhrleitung
geführt ist.
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DE4240577C2 DE4240577C2 (de) | 1995-04-13 |
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