DE9208387U1

DE9208387U1 - Energiespardach für Nullprimärenergiehäuser

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Publication number: DE9208387U1
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Authority: DE
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Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1992-09-10
Anticipated expiration: 2002-06-25

Description

Energiespardach für Nullprimärenergiehäuser

Die Erfindung bezieht sich auf ein Energiespardach für NuIlprimarenergiehauser.

"Niedrigenergiehäuser" lassen sich als Wohnbauten definieren, die jährlich zwischen 5 und 10 Liter Heizöl je ra^J Wohnfläche zur Raumheizung brauchen.

Aber wenn man die auf Umweltkonferenzen gesetzten Ziele, wie drastische Verringerung von CO₂ Emissionen, erreichen will, sind weitere Maßnahmen notwendig, bis das Endziel erreicht ist; Schaffung eines "Nullpriraärenergiehausee", bei welchem man auf Priraärenergieträger vollkommen verzichten kann und dazu noch ein Überschuß an Elektroenergie zum Aufladen von zu Haushalten gehörenden Elektro-Autos zur Verfugung steht.

Zum gegenwärtigen Stand der Technik gehören Wärmedämmungen, Solar- und Windanlagen, mit welchen es möglich ist, Nullprimärenergiehäuser schon heute zu bauen. Aber solche Häuser sind wesentlich teurer als konventionelle, wodurch mit einer starken Verbreitung, durch welche erst maßgebende Verminderung von CO₂ und anderen Schadstoffen ermöglicht wäre, nicht zu rechnen ist. Deswegen reduzieren sich ganze Aktivitäten in die Richtung, ein preisgünstiges Nullprimärenergiehaus-Konzept zu erstel-

Bei Kostenanalysen kommt man zwangsläufig zu der Feststellung, daß neuen Anforderungen und Bewertungskriterien angepaßtes Hausdach maßgebend Kosten eines NuIlprimärengiehauses senken könnte. Wärmedämmung des konventionellen Dachs, wie auch Ausbau des Dachbodens ist arbeite- und kostenaufwendig, ohne daß dadurch eine heutigen Maßstäben gerechte Dachkonstruktion entsteht.

Alte Häuser hatten ursprünglich keine ausgebauten Dachböden. Der große Luftraum wirkte als Klimapuffer für die darunterliegenden Wohnräume und schützte durch seine permanente Belüftung die Holzkonstruktion des Dachstuhls vor Fäulnis. Bei diesen Dächern konnte man alle Pfannen von innen kontrollieren, und gab es mal eine Undichtigkeit, so wurde dies sofort sichtbar. Heute sind die Dächer bis unter die Sparren ausgebaut und die Hohlräume der Konstruktion mit Wärmedämmung gefüllt. Dringt Regenwasser ein, so kann dies lange unbemerkt bleiben, die Wärmedämmung durchfeuchten und die Holzbalken faulen lassen. Dazu kommen noch weitere Nachteile, bedingt durch neue Anforderungen.

Weil die Dachpfannen des konventionellen Dachs mit der Dachkonstruktionen nicht fest verbunden sind, ist eine Befestigung von Sonnenkollektoren und Solarmodulen aufwendig und umständlich. Gleiches gilt auch für das Anbringen von Windanlagen, wenn man bedenkt, daß schon

das Anbringen eines Seilspanners große technische Probleme bereitet.

Herkömmliches Dach ist ein klassisches Beispiel dafür, wie die Bauwirtschaft eindeutig hinter der produzierenden Industrie herhinkt, wenn es darum geht, Arbeitsprozesse zu automatisieren. Aue konventionellen Materialien gebautes Dach kann beispielsweise nicht in Form eines Paneels in einem Produktionsunternehmen mit Hilfe hochautomatisierter Produktionsanlagen gebaut, zur Baustelle transportiert und dort in kurzer Zeit aufgebaut werden. Materialbedingt werden Dächer heute fast auf die gleiche Weise wie vor hundert Jahren gebaut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dach so auszubilden, bei welchem erwähnte Mangel nicht vorhanden sind.

Erfindungsgemäßes Dach ist aus Halbprodukten wie Blechen, Vierkantrohren und Flaohraaterial aus Aluminium ausgebildet. Neben eigentlicher Funktion dienen Dachträger aus Vierkantrohren gleichzeitig auch als Sonnenkollektoren und Halter für Holzpaneele als Innenverschalung. Auf dem Aluminiumdach ist es möglich, zusätzlich jede Art von Solarraodulen, Windanlagen und Seilspannern durch verschweißen, vernieten oder versahrauben zu befestigen. Aluminium-Paneele, einschließlich Fenster, Regenrinnen, Rahmen für Solarmodule und Ösen für Seilspanner, lassen sich rationell in einem Produk-

tionsbetrieb anfertigen, zur Baustelle transportieren und mit Hilfe eines für diese Zwecke konzipierten Kranes in kurzer Zeit auf vorbereitete Decke aufstellen und wasserdicht verschweißen.

Aluminium ist im blanken Zustand gegenüber Witterungseinflüssen beständig, wartungsfrei und 100% wiederverwertbar; alles wertvolle Vorzüge, welche konventionelle Dächer nicht haben.

Energiespardach gemäß Erfindung erarbeitet schon nach kurzer Zeit die Energie, die notwendig war, um es herzustellen. Die energetische Amortisationszeit liegt bei höchstens 20% der zu erwartenden Lebensdauer.

Gleiches gilt auch für Holzpaneele, welche zusammen mit Wärmedämmschicht produziert und durch "verriegeln" mit schon aufgestellten Alurainiuradach-Paneelen verbunden werden.

Auf beschriebene Weise ist es möglich, komplette Häuser, ausgestattet mit Solaranlagen für Wärme- und Stromversorgung und Windanlagen für zusätzliche Energieversorgung hauptsächlich in den Wintermonaten, verhältnismäßig preiswert zu bauen.

Da ein Hausdach gemäß Erfindung genug groß und fest ist, um leistungsfähige Solar- und Windanlagen unterbringen zu können, mit welchen es nicht nur möglich

ist, darunter befindliche Haushalte zur versorgen, entsteht auch ein Energieüberschuß, mit welchem man Elektro-Autos aufladen kann und dadurch diese Fahrzeuge zu wiklich umweltfreundlichen Fahrzeugen macht, welche weder direkt, noch indirekt die Umwelt, wie es bei der jetzigen Stromversorgung der Fall ist, belasten. Erfindungsgemäßes Dach kann auch als Entsalzungsanlage dienen und dadurch in südlichen Regionen zur Waeser- und Nahrungsversorgung beitragen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind anhand von Ausführungbeispielen der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 mit Energiespardach ausgestattetes Nullprimärenergiehaus gemäß Erfindung.

Fig. 2 Speicher- und Heizungssystem des Nullprimärenergiehauses .

Fig. 3 Rationelle Raumaufteilung des Nullprimärenergiehauses .

Fig. 4 Träger des Energiespardachs gemäß Erfindung, im Querschnitt.

Fig. 5 Schnitt A-A des Energiespardachs. Fig. 6 Schnitt B-B des Energiespardachs.

Fig. 7 Aluminium-Paneel des Energiespardachs, im Schnitt.

Fig. &thgr; Draufsicht des Aluminium-Paneels gemäß

Fig. 6.

Fig. 9 Holzpaneel mit Wärmedämmschicht, im Schnitt.

Fig. 10 Befestigungssystem von Holzpaneelen bei Wand aus Bausteinen.

Fig. 11 Schnitt durch einen Wohnraum mit Innendämmung gemäß Erfindung.

Fig. 12 Lastwagen mit Spezial-Kran zum Transport und Aufbau von Paneelen und Wänden.

Fig. 13 Aufbau von Dachpaneelen mit Hilfe des Spezial-Kranes.

Fig. 14 Verschweißen von Aluminiumdach-Paneelen mit Hilfe des Spezial-Kranes.

Fig. 15 Intensivität von Wind und Sonnenstrahlung, abhängig von der Jahreszeit.

Fig. 16 Nullprimärenergiehaus mit Energiespardach gemäß Erfindung, ausgestattet mit integrierten Sonnenkollektoren, mit Solarmodulen und Windanlage.

Fig. 17 Windanlage mit Untersetzungsgetriebe und Aluminiumgehäuse.

Fig. 18 Ein Wohnhochhaus, ausgestattet mit Energiespardach gemäß Erfindung.

Fig. 19 Nurdachhaus mit Energiespardach.

Fig. 20 Energiespardach als Entsalzungsanlage für Meerwasser.

Mit 10 ist Energiespardach gemäß Erfindung bezeichnet, welches sich aus Aluminium-Paneelen 11 zusammensetzt, die Wasserdicht miteinander verschweißt sind. Als

Träger dienende Vierkantrohre 12 aus Aluminium sind einerseits mit Dachblech 13 und andererseits mit Flachaluminium 14 verschweißt und dienen zusätzlich als Absorber und als Halter, auf welchen Holzpaneele 19 durch "verriegeln" durch Konsolen 8 befestigt werden. Wegen besserer Wärmeübertragung kann Dachblech 13 mit schwarzem mattem Lack oder speziell für diese Zwecke entwikkeltem Solarlack beschichtet werden. Auf diese Weise aufgewärmtes Wasser gibt Wärmeenergie in Brauchwasserspeicher 15 und Speicher 16, welcher gleichzeitig als Schwimmbecken dienen kann, ab. Für Schwimmzwecke vorhandene Gegenstromanlage 17 erhöht auch die Effektivität der Wärmeübertragung. Mit Elektro, Öl oder Gas kann die Wärmedifferenz ausgeglichen werden. Stärke 21 der Wärmedämmschicht 20 des Holzpaneels 19, welches aus Profilholzbrettern 22, Sparren 25 und Holzleisten 23 gebaut ist, kann von Haus zu Haus oder Wand zu Wand variieren und dadurch jeden Verwendungszweck und Klimaverhältnissen angepaßt werden.

Durch klare und einfache geometrische Formen sind Aluminium-Paneele 11, wie auch Holzpaneele 19 prädestiniert für automatisierte Produktion mit Hilfe von Handhabungsautomaten. Gleiches Befestigungssystem, durch "verriegeln", läßt sich auch bei Wänden 28 aus Bausteinen verwenden. Mit Hilfe von Schrauben 29 und entsprechenden Dübeln 30 werden in Z-Form gebogene Bleche 31 befestigt, in welche Holzpaneele 19 "eingeriegelt" werden. Auf die gleiche Weise können auch

Decken verschalt werden.

Bei Innendämmung gemäß Erfindung entstehen keine Wärmebrücken, Räume sind schneller aufheizbar und Wandtemperatur ist höher, wodurch Lufttemperatur schon von nur 18°C als behaglich empfunden wird. Bei Außendämmung müßte für gleiche Behaglichkeit die Temperatur 22-24°C betragen.

Für Innendämraung eignet sich optimal Niedrigtemperatur-Strahlungsheizung. Als Heizkörper 32 dienen Strukturbleche aus Aluminium, an welchen auf der Rückseite Aluminiumrohre 7 aufgeschweißt sind, durch welche warmes Wasser fließt. Strukturbleche werten den ganzen Wohnraum auf, weil sie neben guten physikalischen Eigenschaften eine hohe künstlerische Aussagekraft haben. Heizkörper 32 können zusammen mit Holzpaneelen 19 eingebaut werden. Durch Heizkörper kann auch kaltes Wasser fließen oder unter null Grad abgekühltes Kühlmedium, wodurch eine Klimaanlage, aber ohne Zugluft und die anderen bekannten Nachteile von herkömmlichen Klimaanlagen, entsteht.

In Produktionsstätten werden rationell hergestellte Aluminim-Paneele 11, Holzpaneele 12, Zwischenwände 33 und Frontwände 34 mit Hilfe des Sattelschleppers 35 zur Baustelle transportiert und auf vorbereitete Decke 36 des Unterbaus montiert. Mit Hilfe des auf der Zugmaschine 37 des Sattelschleppers 35 aufgebauten Auto-

Krans 38 werden zunächst Aluminium-Paneele 11 aufgestellt und dann mit Hilfe des Schweißgerätes 39 miteinander verschweißt. Danach wird Boden 40 befestigt und Holzpaneele 19, Zwischenwände 33 und Frontwände 34, ebenfalls mit Hilfe des Auto-Krans 38, eingebaut.

Windanlage 44, zusammengesetzt aus dem Savonius-Rotor 46 und dem Darrieus-Rotor 47, arbeitet unabhängig von der Windrichtung, hat ein gutes Anlaufverhalten und läßt sich vor allem preiswert bauen. Notwendiges Übersetzungsgetriebe 48 samt Drehlager 49 ist im Aluminiumgehäuse 50 angeordnet, welches mit Dachpaneel fest verschweißt ist. Getriebe 48 setzt sich aus Zahnriemenübersetzung 6 und E-Generator 51 zusammen. Zahnriemenübersetzungen sind wartungsfrei. Falls Anpassung an &Egr;-Generator verlangt wird, kann noch weitere Zahnriemenübersetzung 52 erfolgen. Seilspanner 53 lassen sich auf Energiespardach gemäß Erfindung auf äußerst einfache Weise befestigen. Ebenso läßt sich auch jede andere Art von Windanlagen auf gleiche einfache Weise anbringen .

Beim heutigen Wohnungsnotstand lassen sich mit Energiedachsystem gemäß Erfindung neben Schaffung von preiswerten Neubauten auch vorhandene Flachdach-Bungalows und Flachdach-Hochhäuser ausstatten und dadurch neue Wohnräume schaffen und ganzes Haus mit regenerativer Energie versorgen.

Mit aus Energiespardach gebildetem Nurchdachhaus können preiswerte Wohneinheiten geschaffen werden, aber ohne "Container-Image".

Mit Energiespardach gemäß Erfindung läßt sich Meerwasser auf einfache Weise entsalzen. Meerwasser wird in den Behälter 54 durch Wasserpumpe 61 gepumpt, bis optimaler Wasserstand erreicht ist. Vierkantrohre 12 sind durch Leitung 55 mit Behälter 54 verbunden. Das stark erhitzte Meerwasser verdampft und dieser Dampf wird durch Rohrschlange 56 durchgeführt, welche im Behälter 54 angeordnet ist, und dadurch gewonnenes Kondensat fließt in den Süßwasser-Behälter 57. Wenn der Süßwasserstand Leitung 60 erreicht, dann fließt der Überschuß in Sammeltank 58, wie auch Regenwasser aus Regenrinne 59.

Claims

Anmelder: Dipl.-Ing. Kristian Kusan

Oberstraße 2
W-5457 Straßenhaus/Ellingen

Bezeichnung: ENERGIESPARDACH FÜR

NULLPRIMÄRENERGIEHÄUSER

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Energiespardach für Nullprimärenergiehäuser, ge kennzeichnet durch aus Aluminium-Halbprodukten hergestellte Dachpaneele (11), bei welchen Aluminium-Vierkantrohre (12) mit Aluminiumblech (13) und Flach-Aluminium (14) zusammengeschweißt, als Träger, Absorber und Befestigungselemente für Holzpaneele (19) dienen.

2. Energiespardach nach Anspruch 1, Bekennzeichnet durch äußere Beschichtung des Dachblechs (13) mit matter schwarzer Farbe oder Solarlack.

3. Energiespardach nach Anspruch 1 und 2, gekennzeich net durch Holzpaneel (19), welches sich aus Profilholzbrettern (22), Holzleisten (23), Sparren (24) mit Ausschnitten (9), Konsolen (8) und dazwischen angeordneten Wärmedämmschichten (20), welche durch Schnur (25) befestigt werden, zusammensetzt.

A. Energiespardach nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeich net durch Speichersystem, welches sich aus Brauchwasserspeicher (15) und Speicher (16) mit Gegenstroraanlage (17), welcher als Schwimmbecken dienen kann, zusammensetzt.

5. Energiespardach nach Anspruch 1 bis A, gekennzeich net durch Niedrigtemperatur-Wandheizung, bei welcher sich Heizkörper (32) aus Strukturblech aus Aluminium und darauf angeschweißte Rohre (7) zusammensetzt .

6. Energiespardach nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeich net durch Unterbau aus Bausteinen (28), an welchen Z-förmige Bleche mit Hilfe von Schrauben (29) und Dübeln (30) befestigt sind und zur Befestigung von Holzpaneelen (19) dienen.

7. Energiespardach nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeich net durch Spezial-Lastwagen in Form eines Sattelschleppers (35), welcher mit Spezial-Kran-Anlage (36) ausgestattet ist.

&THgr;. Energiespardach nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeich net durch Windanlage (AA), welche sich aus Savonius-Rotor (A6) und Darrieue-Rotor (A7) zusammensetzt, welche Drehmoment über Zahnriemenübertragung (6) und (52) auf E-Generator (51) übertragen, angeordnet im Aluminiumgehäuse (50), welches durch

Schweißverbindung mit Dachpaneel (11) befestigt wird.

9. Energiespardach nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeich net durch Solarmodule (43), welche durch in Vierkantrohren (12) zirkulierende Kälteflüssigkeit gekühlt werden.

10. Energiespardach nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch Anordnung von Energiespardach (10) auf Flachdächern von Flachdach-Hochhäusern und Bungalows .

11. Energiespardach nach Anspruch 1 bis 10, gekenn zeichnet durch Nurdachhaus, gebaut aus Dachpaneelen (11) und (19).

12. Energiespardach nach Anspruch 1 bis 11, gekenn zeichnet durch Entsalzungsanlage, welche sich aus dem Meerwassertank (54) mit Kühlschlange (56), Süßwassertank (57) und Wassertank (58) für überwschüseiges Süßwasser und für Regenwasser zusammensetzt.