DE9209228U1

DE9209228U1 - Dacheindeckung und Bauelement mit Solarzellen

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Publication number: DE9209228U1
Application number: DE9209228U
Authority: DE
Original assignee: ALPHA REAL AG ZUERICH CH; Gebr Mueller Ag Zug Ch; Plaston AG Kunststoffwerk Hans Frei & Soehne Widnau Ch
Current assignee: ALPHA REAL AG ZUERICH CH; Gebr Mueller Ag Zug Ch; Plaston AG Kunststoffwerk Hans Frei & Soehne Widnau Ch
Priority date: 1991-07-11
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1992-11-05
Anticipated expiration: 2002-07-10
Also published as: ITTO920177U1; CH684202A5; ITTO920177V0; IT227593Y1

Description

Dacheindeckung und Bauelement mit Solarzellen

Die Erfindung betrifft eine Dacheindeckung aus einer Vielzahl von überlappenden und auf einer Unterdachkonstruktion aufliegenden Dachdeckelementen, z.B. Dachziegeln und Bauelementen mit Einrichtungen zur Nutzung der Sonnenenergie mittels Solarzellen an geneigten Dächern sowie ein Bauelement mit Solarzellen für Dacheindeckungen.

Es ist bekannt, auf Dächern von Gebäuden sogenannte Solargeneratoren zur Umwandlung der Sonnenenergie in elektrischen Strom mittels Solarzellen anzubringen. Diese Solargeneratoren bestehen aus einem oder mehreren plattenförmigen Bauelementen, bzw. Solarmodulen, welche in einer speziellen Tragkonstruktion gehalten und befestigt sind. Diese Tragkonstruktion besteht bei geneigten Dächern zumeist aus einem Metallrahmen, welcher die Solarmodule vor Wind und Witterungsbelastungen schützt. Dieser Metallrahmen ist über der normalen Dacheindeckung, z.B. in der Form einer Dachziegelfläche, angeordnet. Da der Metallrahmen und die darin eingelegten Solarmodule ziemlich schwer sind, muss der Metallrahmen auf der tragenden Dachkonstruktion abgestützt werden, wozu Durchbrüche in der Dacheindeckung, bzw. der Dachziegelfläche, notwendig sind. Je nach Grosse der gesamten Generatorfläche wird eine tragfähige und damit aufwendige Tragkonstruktion, bzw. Rahmenkonstruktion benötigt. Entsprechend stark und aufwendig müssen auch die Abstützungen auf der tragenden Dachkonstruktion sein. Das Montieren derartiger Solargeneratorflächen auf geneigten Dachflächen ist mit erheblichem Aufwand verbunden und muss sorgfältig ausgeführt

werden, damit die Dichtigkeit der Dachfläche gewährleistet bleibt. Die Montage muss von Spezialisten und zumeist mit zusätzlichen Hilfsmitteln ausgeführt werden, da die Tragkonstruktion voluminös und schwer ist. Bei vormontierten Solargeneratorflächen sind die einzelnen Bauelemente so schwer, dass sie von einer einzelnen Person nicht mehr gehandhabt werden können. Ein weiterer Nachteil derartiger Konstruktionen mit über der Dacheindeckung angeordneten Solargeneratoren besteht darin, dass zwischen dem Rahmen, bzw. den Bauelementen des Solargenerators und der Dacheindeckung, z.B. der Ziegeloberfläche, ein Zwischenraum entsteht, welcher nicht mehr zugänglich und kontrollierbar ist. Bei allfälligen Schaden an der Dacheindeckung, bzw. den Ziegeln in diesem Bereiche, müssen die Bauelemente des Solargenerators mit grossem Aufwand demontiert, und erst dann kann eine Reparatur ausgeführt werden. Auch vom architektonischen Standpunkte her sind derartige auf die Dacheindeckung aufgebaute Solargeneratorflächen unbefriedigend, da sie die visuelle Wirkung der Dachfläche stören und als Aufbauten wirken.

Aus US 4 336 413 ist ein plattenförmiges Bauelement für Dacheindeckungen bekannt, welches aus einer Trägerplatte mit Solarzellen und einem die Trägerplatte umfassenden Rahmen besteht. Das Bauelement kann direkt auf die Unterdachkonstruktion aufgelegt werden. Der Rahmen dieses Bauelementes ist so ausgestaltet, dass die anstossenden Dachdeckelemente direkt in den Rahmen eingreifen können und so eine wasserdichte Dacheindeckung bilden. Die Wasserdichtheit ist jedoch nur gewährleistet wenn die Grosse der Bauelemente der Grosse der Dachdeckelemente entspricht. Ist dies nicht der Fall, so passen die Randbereiche nicht zusammen und es ergeben sich Absätze und Zwischenräume durch welche Wasser eindringen kann. Die Bauelemente müssen deshalb relativ klein ausgebildet werden, und es sind eine grosse Zahl von elektrischen Verbindungsleitungen und Verbindungsstellen notwendig. Dies hat einen erhöhten Aufwand bei der Fabrikation und bei der

Installation der Elemente auf einem Dach zur Folge. Der Rahmen jedes Bauelementes ist aus vier Einzelteilen zusammengeschraubt. An den Verbindungsstellen müssen zusätzliche Dichtungen eingelegt werden, was ebenfalls einen zusätzlichen Aufwand darstellt. Zudem besteht die Gefahr, dass diese Dichtungen im Verlaufe der Zeit defekt werden oder von Anbeginn mangelhaft eingebaut werden. Dies hat dann zur Folge, dass das Element nicht dicht ist und Wasser in das Unterdach eindringt. Bei der Verlegung derartiger Bauelemente auf einer Dachfläche besteht die Möglichkeit seitlich aneinander anstossende Elemente so zu verlegen, dass sie ohne Spiel aneinander anliegen. Dehnen sich die Elemente infolge Temperaturerhöhung aus, so können sie sich nicht bewegen und werden beschädigt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Dacheindeckung zu schaffen, bei welcher die Dachdeckelemente wie z.B. Dachziegel, und die Bauelemente mit den Solarzellen gleichwertige Bestandteile der Dacheindeckung bilden, die Bauelemente mit den Solarzellen ohne zusätzliche Hilfsmittel auf der Unterdachkonstruktion verlegt werden können und mit den benachbarten Dachziegeln und/oder Bauelementen mit Solarzellen einen formschlüssigen Verbund bilden und ein Bauelement mit Solarzellen für Dacheindeckungen an geneigten Dächern zu schaffen, welches eine verlegungsfertige Einheit bildet, mindestens die zweifache Fläche eines traditionellen Dachdeckelementes bedecken kann und von einer einzelnen Person in gleicher oder mindestens ähnlicher Weise wie die übrigen Dachdeckelemente verlegt werden kann, ohne dass eine Hilfs- oder Zusatzkonstruktion notwendig ist. Im weiteren besteht die Aufgabe darin, ein Bauelement zu schaffen bei welchem die gegen die Wetterseite gerichtete Rahmenoberfläche keine, eine zusätzliche Abdichtung erfordernde, Trennfugen aufweist und bei welchem bei der Verlegung auf einer Dachfläche sichergestellt ist, dass zwischen den Elementen immer eine Relativbewegung infolge Wärmedehnungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und des Anspruches 8 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Ansprüche. 5

Die erfindungsgemässe Dacheindeckung weist verschiedene Vorteile auf. Dadurch, dass die Bauelemente mit Solarzellen direkt auf der Unterdachkonstruktion aufliegen und formschlüssig mit dieser verbunden sind, ist im Bereiche der Bauelemente mit Solarzellen keine zusätzliche Dacheindeckung, z.B. mit Dachziegeln, notwendig. Dadurch ergibt sich eine Einsparung an Material und Verlegearbeit. Da die Bauelemente am unteren und oberen Ende Bereiche aufweisen, welche mit den benachbarten Dachdeckelementen oder Bauelementen überlappende Bereiche bilden, ergibt sich für die Bauelemente mit Solarzellen das gleiche Verlegeprinzip wie für ziegelbeschichtete Dacheindeckungen. Für die Verlegung und Abstützung der Bauelemente mit Solarzellen findet somit die gleiche Unterdachkonstruktion Verwendung wie bei bekannten Dacheindeckungen mit üblichen Dachdeckelementen. Zusätzliche Tragwerkskonstruktionen sind nicht notwendig, da die Bauelemente mit Solarzellen in sich geschlossene Einheiten bilden und direkt auf der Unterdachkonstruktion aufliegen. Mit den über den seitlichen Randbereichen eines Bauelementes und den Randbereichen benachbarter Dachdeck- oder Bauelemente angeordneten Abdeckelementen ergibt sich eine geschlossene Dacheindeckung, bzw. Dachhaut, welche in der üblichen und geforderten Weise Schutz vor Witterungseinflüssen bietet. Da die Bauelemente mit Solarzellen wie normale Dachdeckelemente verlegt werden können, lassen sich Dachflächen abhängig von der gewünschten Grosse eines Solargenerators vollständig oder teilweise mit Bauelementen mit Solarzellen eindecken. In vielen Fällen ist ein Teil der Dachfläche von üblichen Dachdeckelementen, z.B. Dachziegeln bedeckt, und die für den Solargenerator benötigte Fläche ist von Bauelementen mit Solarzellen bedeckt. Dadurch, dass die Bauelemente mit Solar-

zellen in die Fläche der Dacheindeckung integriert sind ergibt sich ein wesentlich besserer visueller Gesamteindruck. Dieser wird noch dadurch verbessert, dass die mit Solarzellen bestückten Platten der Bauelemente von einem Rahmen umschlossen sind und diese Rahmen die Gesamtfläche eines grossflächigen Solargenerators strukturieren und in ähnlicher Weise unterbrechen wie die Trennfugen der Dachdeckelemente in einer normalen Dacheindeckung.

Das erfindungsgemässe Bauelement weist unter anderem den Vorteil auf, dass es leicht und in einfacher Weise von einer einzelnen Person verlegt werden kann. Am Rahmen des Bauelementes sind alle für die Auflage auf dem Unterdach und für die Verbindung mit der Unterdachkonstruktion notwendigen Elemente vorhanden. Um die Verlegung durch eine einzelne Person zu gewährleisten, ist die Grosse eines einzelnen Bauelementes mit Solarzellen so zu wählen, dass das Gewicht und die Aussenabmessungen ein normales Handling ermöglichen. Weisen beispielsweise die Dachdeckelemente, bzw. Dachziegel, eine Länge von ca. 42 cm und eine Breite von ca. 25 cm auf, so erweist es sich als zweckmässig, für die Bauelemente mit den Solarzellen jeweils die zweifache Abmessung für die Länge und die Breite zu wählen. Bauelemente dieser Grosse lassen sich relativ leicht wie übliche Dachdeckelemente anordnen und bei Bedarf auch wieder aus der Dachfläche entfernen. In Abhängigkeit von der visuellen Gestaltung der Dachfläche und der Art der Verlegung der Bauelemente sind andere ganzzählige oder gebrochene Vielfache der Längen- und Breitenverhältnisse der normalen Dachdeckelemente anwendbar. Aufgrund der erfindungsgemässen Gestaltung des Rahmens lassen sich die Bauelemente und die normalen Dachdeckelemente auch bei unterschiedlichen Grossen wasserdicht zusammenfügen. Die zweiteilige Ausbildung des Rahmens der Bauelemente ermöglicht einerseits eine zweckmässige Produktion der Rahmentei-Ie und der Bauelemente und anderseits eine relativ einfache Anpassung der einzelnen Rahmenteile an unterschiedliche Be-

dürfnisse, z.B. im Bereiche der Verbindungselemente zur Unterdachkonstruktion. Beim Verschrauben des unteren einstückigen Rahmenteiles mit dem oberen einstückigen Rahmenteil kann eine Beschädigung der mit den Solarzellen bestückten Trägerplatte vermieden werden, wodurch die Qualität der Bauelemente erheblich erhöht und der Ausschuss reduziert werden kann. Die Oberfläche des oberen Rahmenteiles welche gegen die Wetterseite gerichtet ist weist keine Trennfugen auf, und es sind deshalb keine zusätzlichen Abdichtungen notwendig. Dies vereinfacht die Herstellung der Bauelemente wesentlich und erhöht die Sicherheit gegen das Eindringen von Wasser erheblich. Bei allfälligen Defekten an den Solarzellen ist es auch möglich, eine defekte Trägerplatte unter Wiederverwendung des Rahmens auszutauschen. Die Verwendung von Kunststoff für die Herstellung des Rahmens für die einzelnen Bauelemente führt zu einer kostengünstigen Produktion und ermöglicht die Herstellung der Rahmenteile im Spritzgiessverfahren. Damit lassen sich auch komplizierte Querschnittsformen herstellen, so dass der Rahmen die gestellten Forderungen an Dichtigkeit und Witterungsbeständigkeit erfüllen kann. Durch entsprechende Zusätze lassen sich in bekannter Weise die Eigenschaften des Kunststoffes verändern, wobei das obere Teil des Rahmens licht-, bzw. UV-beständig ausgerüstet wird, und das untere Teil des Rahmens bei Bedarf Zusätze aufweist, welche flammhemmend wirken. Diese vorteilhafte Möglichkeit der unterschiedlichen Ausrüstung des Kunststoffes mit Zusätzen für das Ober- und Unterteil des Rahmens ergibt sich ebenfalls aus der zweiteiligen Ausführung des Rahmens. Andernfalls müsste ein Kompromiss zwischen den verschiedenen gewünschten Eigenschaften geschlossen werden, da z.B. flammhemmende Zusätze die UV-Beständigkeit herabsetzen. Im erfindungsgemässen Rahmen kann jedoch das Unterteil des Rahmens ohne Schwierigkeiten mit flammhemmenden Zusätzen versehen sein, da dieses Unterteil des Rahmens nicht von Licht beaufschlagt wird. Als besonders zweckmässiges Material für die Herstellung der Rahmenteile erweisen

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sich Kunststoffe aus der Gruppe der Polymerisat-Thermoplaste, z.B. Polymethyl-Methacrylat.

Da sich die erfindungsgemässen Bauelemente bei einer erfindungsgemässen Dacheindeckung leicht und auch durch Hilfskräfte verlegen lassen, ergibt sich eine erhebliche Reduktion der Verlegekosten. Die elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Bauelementen, bzw. Solarmodulen, und die Zusammenführung dieser Anschlüsse in einen Sammelstrang für die Abführung des elektrischen Stromes erfolgt in bekannter Weise an der Unterseite der Bauelemente. Aenderungen oder Reparaturen an den elektrischen Verbindungsleitungen lassen sich auch bei fertiggestellten Solargeneratoranlagen einfach durchführen, da einzelne Bauelemente leicht aus dem Verbund der Dacheindeckung ausgebaut und anschliessend wieder eingebaut werden können. Das erfindungsgemässe Bauelement mit Solarzellen ermöglicht auch in einfacher Weise, eine bestehende geneigte Dachfläche mit einer üblichen Dacheindeckung aus z.B. Dachziegeln umzubauen und durch den Einbau eines Solargenerators bestehend aus den erfindungsgemässen Bauelementen eine erfindungsgemässe Dacheindeckung zu bilden. Dies ist möglich, ohne dass die Unterdachkonstruktion geändert werden müsste oder zusätzliche Trag-, bzw. Hilfskonstruktionen notwendig werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Dacheindeckung an einem geneigten Dach bestehend aus Dachziegeln und Bauelementen mit So

larzellen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den oberen Uebergangsbereich von den Bauelementen mit Solarzellen zu den Dachziegeln mit der Unterdachkonstruktion, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Rahmenbereiche

zweier benachbarter Bauteile mit Solarzellen im Ueberlappungsbereich,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die seitlichen Rahmenbereiche zweier benachbarter Bauelemente mit Solarzellen,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus den seitlichen Randbereichen zweier benachbarter Bauelemente mit einem

Distanzelement,

Fig. 6 einen Teilausschnitt des unteren Rahmenteiles mit einer Kabelhalterung.

Das in Figur 1 dargestellte geneigte Dach weist eine Dacheindeckung 1 auf, welche aus Dachdeckelementen in der Form von Dachziegeln 2 und aus Bauelementen 6 mit Solarzellen 7 gebildet ist. Die Bauelemente 6 bedecken einen relativ grossen Bereich 15 der Dachfläche und bilden einen Solargenerator. Jedes der Bauelemente 6 weist einen Rahmen 8 auf, welcher im oberen, bzw. unteren Bereich 10, 11 mit den benachbarten Bauelementen 6 oder Dachziegeln 2 überlappt. Die seitlichen Randbereiche 14 der Rahmen 8, bzw. der Bauelemente 6 sind durch Abdeckelemente 16 miteinander verbunden, wodurch die Trennfugen zwischen benachbarten Bauelementen 6 oder Bauelementen 6 und Dachziegeln 2 abgedeckt werden. Alle Bauelemente 6 liegen wie die Dachziegel 2 direkt auf der Unterdachkonstruktion auf, und zur Befestigung ist keine zusätzliche Tragkonstruktion notwendig. Im dargestellten Beispiel bilden 72 Bauelemente 6 den Solargenerator, wobei die elektrischen Verbindungen der einzelnen Bauelemente 6 an der Unterseite angeordnet sind. Die entsprechenden Kabel und Leitungen können ohne Schwierigkeiten in den Zwischenräumen der Unterdachkonstruktion verlegt und einem Sammelstrang für die Abführung des elektrischen Stromes zugeführt werden.

In Figur 2 ist mittels eines Längsschnittes durch einen Teil der Dacheindeckung 1 und die Unterdachkonstruktion 3 der Aufbau der erfindungsgemässen Dacheindeckung besser erkennbar. Die Unterdachkonstruktion 3 besteht aus Längslatten 5, welche auf nicht dargestellten Dachbalken aufliegen und Querlatten 4. Unterhalb der Längslatten 5 ist normalerweise

eine Wärmeisolation 21 angeordnet, wobei auch noch weitere nicht dargestellte, jedoch allgemein bekannte, Dachkonstruktionselemente vorhanden sein können. Die Querlatten 4 bilden die Auflager für die Dachziegel 2 und die Bauelemente 6. Die Dachziegel 2 weisen dabei in bekannter Weise eine Befestigungsnase 45 auf, welche in die Querlattungen 4 eingreift. Am oberen Ende der Dachziegel sind auf der Oberseite Rippen 46 und am unteren Ende an der Unterseite Nuten 47 angeordnet, welche ineinander eingreifen, wenn zwei benachbarte Ziegel 2 übereinander gelegt werden. Entsprechende Dichtrippen und Nuten sind auch in den Seitenbereichen der Ziegel 2 vorhanden. Zusätzliche Befestigungen der Ziegel 2 auf der Unterdachkonstruktion 3 sind nicht notwendig, da das Gewicht der Ziegel 2 genügt, um diese unter normalen Bedingungen im Verbund der Dacheindeckung zu halten. In gleicher Weise wie die Dachziegel 2 sind auch die Bauelemente 6 auf der Unterdachkonstruktion 3 verlegt. Dazu sind am Rahmen 8 jedes Bauelementes 6 am oberen Ende 12 an der Unterseite Verbindungselemente 24 in der Form von Nocken angeordnet, welche in die Querlatten 4 eingreifen und mit diesen eine formschlüssige Verbindung herstellen. In der obersten Element-Reihe des Solargenerators bildet das obere Ende 12 des Bauelementes 6 mit dem benachbarten Dachziegel 2 einen überlappenden Bereich 10. Wie in Figur 3 erkennbar und dazu auch näher beschrieben, weist der Rahmen 8 am oberen Ende 12 des Bauelementes 6 Rippen 32, 33 auf, welche in die Nuten 47 an der Unterfläche des Dachziegels 2 eingreifen. Da sich die Bauelemente 6 über mehrere Querlattungen 4 erstrecken, sind im Bereiche jeder Querlatte 4 an der Unterseite des Rahmens 8 jedes Bauelementes 6 Auflageflächen 22, 23 angeordnet. Diese dienen der direkten Abstützung und Auflage der Bauelemente 6 auf der Unterdachkonstruktion 3. Das untere Ende 13 des Bauelementes 6 liegt auf der Oberseite des oberen Endes 12 eines benachbarten Bauelementes 6 auf und bildet mit diesem einen überlappenden Bereich 11. Auch in diesem überlappenden Bereich 11 besteht zwischen den beiden benachbarten Bauelementen 6 eine Labyrinthdichtung, welche durch die in Figur 3

dargestellten Rippen und Nuten gebildet wird. Die dargestellten Bauelemente 6 weisen die doppelte Länge eines Dachziegels 2 auf und auch die doppelte Breite. Es können aber auch andere ganzzählige oder gebrochenzählige Vielfache der Abmessungen der Dachziegel 2 gewählt werden, z.B. das 3-fache oder das 3,5-fache, wobei es zweckmässig ist, die Länge des Bauelementes 6 so zu wählen, dass das untere und das obere Ende jeweils auf einer Querlatte 4 aufliegen. Bei Bedarf können zusätzliche Querlatten eingebaut werden, so dass die Abmessungen der Bauelemente 6 in einem weiten Bereiche variieren können. Dabei ist ein Optimum zwischen der Grosse des Bauelementes und der Möglichkeit zur manuellen Handhabung anzustreben. Grosse Bauelemente erfordern einen geringeren Aufwand für die Verkabelung. Ein weiteres Kriterium bildet aber auch die Aesthetik des Bauelementes im Dachverbund. Der Ein- und Ausbau der Bauelemente 6 erfolgt in jedem Falle in gleicher Weise wie Dachziegel 2 auf ihrer zugehörigen Unterdachkonstruktion 3 verlegt werden. Dabei wird von unten her beginnend ein Dachdeckelement in der Form eines Ziegels 2 oder ein Bauelement 6 mit Solarzellen 7 in die entsprechende Querlatte 4 eingehängt und dann das gewünschte Nachbarelement seitlich oder nach oben fortlaufend angefügt. Der Uebergang von Dachziegeln 2 zu Bauelementen 6 oder umgekehrt bereitet dabei keine Schwierigkeiten, da die erfxndungsgemasse Ausgestaltung des Rahmens 8 der Bauelemente 6 eine dem Dachdecker bekannte Verlegeart ermöglicht. Bei allfälligen Defekten ist es wie bei herkömmlichen Dacheindeckungen aus Ziegeln 2 möglich, durch Anheben benachbarter Dachdeckelemente ein einzelnes Bauelement 6 aus seiner formschlüssigen Verbindung mit den Querlatten 4 herauszuheben und nach dem Ersatz oder entsprechender Reparatur wieder in den Verbund einzufügen. Dazu müssen weder feste Verbindungen noch Trag- oder Hilfskonstruktionen gelöst, bzw. entfernt werden. An der Unterseite jedes Bauelementes 6 ist ein Anschlusskasten 48 und ein Anschlusskabel 49 für die Herstellung der notwendigen elektrischen Verbindungen vorhanden.

Das Anschlusskabel 49 weist eine für die Montage und Demontage zweckmässige Ueberlänge auf und wird in Halterungen 60 an der Unterseite des Rahmens 8 festgeklemmt. Es ist offensichtlich, dass die Verlegung der erfindungsgemässen Bauelemente 6 mit Solarzellen 7 auf einem geneigten Dach und die Erstellung einer Dacheindeckung mit einem Solargenerator mit Hilfe der erfindungsgemässen Bauelemente 6 ausserordentlich einfach ist und in sehr kurzer Zeit erstellt werden kann. Es sind dazu keine Hilfskonstruktionen notwendig, sondern die Verlegung aller Elemente der Dacheindeckung 1 erfolgt auf einer normalen und üblichen Unterdachkonstruktion 3. Die Verlegung der Bauelemente 6 mit den Solarzellen 7 kann durch jede Person erfolgen, welche mit der Verlegung von üblichen Dachdeckelementen, wie z.B. Ziegeln 2, vertraut ist. Auch das Zusammenführen der elektrischen Verbindungen mittels der Anschlusskabel 49 kann mit Hilfe von einfachen Anweisungen erfolgen, und es müssen keine Spezialisten eingesetzt werden. Die Anschlusskabel 49 sind mit einfachen Steckverbindungen versehen, und die Kabelverbindungen sind sehr einfach. Die Erstellung einer erfindungsgemässen Dacheindeckung mit den Bauelementen 6 lässt sich in kürzerer Zeit als bei den bekannten Installationen ausführen, und sie weist zudem den Vorteil auf, dass die Bauelemente 6 in die Dacheindeckung 1 integriert sind und mit allfällig benachbarten Dachdeckelementen, im dargestellten Beispiel in der Form von Dachziegeln 2, eine visuelle Einheit bilden. Durch die Veränderung der Grosse der Bauelemente 6 und Anpassungen der Form der Rahmen 8 der Bauelemente 6 lässt sich ein Solargenerator in optimaler Weise in eine Dacheindeckung 1 integrieren. Bei Bedarf kann eine Dachfläche auch vollständig mit Bauelementen 6 bedeckt sein, wobei diese Bauelemente 6 dann über die ganze Dachfläche die Funktion der Dachdeckelemente übernehmen. Die Wasser- und Windfestigkeit wird durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Rahmen 8 der Bauelemente 6 und deren Eigengewicht gewährleistet.

Der in Figur 3 dargestellte Teilschnitt zeigt den überlappenden Bereich von zwei benachbarten Bauelementen 6, wobei das untere Ende 13 auf dem oberen Ende 12 je eines Bauelementes 6 aufliegt. Die beiden dargestellten Bauelemente 6 sind identisch ausgebildet, d.h. das unten liegende Bauelement 6 weist am nicht dargestellten unteren Ende einen entsprechenden Rahmenquerschnitt und das oben liegende Bauelement 6 weist am oberen nicht dargestellten Ende einen entsprechenden Rahmenquerschnitt auf. Der Rahmen 8 der Bauelemente 6 besteht aus einem oberen Teil 25 und einem unteren Teil 26. Die beiden Rahmenteile 25, 26 sind einstückig ausgebildet und umfassen den ganzen Umfang der Trägerplatten Dadurch weist das obere Rahmenteil 25 an der gegen die Wetterseite gerichteten Oberfläche keine Trennfugen auf, und es sind keine Querverbindungen oder zusätzliche Abdichtungen notwendig. Dies gewährleistet eine erhöhte Wetter- und Wasserfestigkeit. Die Aussenbereiche der Trägerplatten 9 sind zwischen je einem oberen und unteren Rahmenteil 25, 26 wasserdicht eingespannt und werden vom Rahmen 8 gehalten. Am unteren Rahmenteil 26 sind im Bereiche jeder Querlatte 4 der Unterdachkonstruktion 3 Auflageflächen 22, 23 angeordnet. Ueber diese Auflageflächen 22, 23 liegen die Rahmen 8, bzw. die Bauelemente 6 direkt auf den Querlatten 4 auf. Am oberen Querteil 42 des unteren Rahmenteiles 26 sind Verbindungselemente 24 in der Form von Nocken angeordnet, welche an den Querlatten 4 anliegen, und über welche die Bauelemente 6 in die Unterdachkonstruktion 3 eingehängt werden und mit den Querlatten 4 eine formschlüssige Verbindung bilden. Das obere und das untere Rahmenteil 25, 26 sind über Schrauben 40, 41 miteinander verbunden, wobei deren Zahl entlang des Umfanges des Rahmens 8 entsprechend der Grosse des Rahmens 8 bestimmt wird. Am oberen Querteil 30 des oberen Rahmenteiles 25 sind zwei nach oben gerichtete Rippen 32, 33 mit Abstand zueinander angeordnet. Diese Rippen 32, 33 erstrecken sich über die ganze Breite des Rahmens 8 und wirken mit den überlappenden Bereichen benachbarter Dachdeckelemente 2 oder Bauelemente 6 zusammen. Im weiteren weist das obere Teil 25

des Rahmens 8 an der gegen die Trägerplatte 9 gerichteten Fläche 27 entlang des gesamten Umfanges eine Dichtungsnute 28 auf, in welche eine Dichtung 29 eingelegt ist. Diese Dichtung 29 gewährleistet den wasserdichten Abschluss zwisehen Trägerplatte 9 und Rahmen 8. Am unteren Querteil 31 des unteren Rahmenteiles 26 sind zwei Nuten 34, 36 angeordnet, welche durch eine Rippe 35 voneinander getrennt sind. Diese beiden Nuten 34, 36 erstrecken sich ebenfalls über die Breite des Rahmens 8 und bilden mit den Rippen 32, 33 des überlappenden Querteiles 30 eine doppelte Labyrinthdichtung. Die dargestellte Ausführungsform mit der doppelten Labyrinthdichtung ist für Dacheindeckungen 1 bestimmt, welche relativ starken Wind- und Wasserdrücken ausgesetzt sind. Bei geringeren Belastungen genügt die Ausbildung einer einfachen Rippe-/Nutkonstruktion. Im weiteren ist diese Dichtungskonstruktion bei Bedarf an die Dachdeckelemente 2, welche im übrigen Bereich der Dacheindeckung 1 verwendet werden, anpassbar. Zusätzlich sind die Randbereiche 37 des oberen Rahmenteiles 25 so ausgebildet, dass sie die Randbereiche 39 des unteren Rahmenteiles 26 überlappen. Damit wird sichergestellt, dass auch bei Auftreten von Massdifferenzen der zusammengefügten Bauelemente eine allfällig erweiterte Trennfuge 38 zwischen dem oberen und dem unteren Teil 25, 26 des Rahmens 8 verdeckt bleibt. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass ohne Aenderung der Form der oberen und unteren Rahmenteile 25, 26 unterschiedlich dicke Trägerplatten 9 verwendet werden können.

Figur 4 zeigt die seitlichen Randbereiche 14 von zwei benachbarten Bauelementen 6 mit Solarzellen 7. Im oberen Teil 25 jedes Rahmens 8 ist die entlang des ganzen Umfanges des Rahmens 8 verlaufende Dichtungsnut 28 mit der Dichtung 29 erkennbar. Das untere Rahmenteil 26 ist mit dem oberen Rahmenteil 25 mittels der Schrauben 43 verbunden. Am oberen Teil 25 des Rahmens 8 sind nach oben gerichtete Dichtleisten 18, 19 angeordnet, welche einerseits der Auflage eines Abdeckelementes 16, und anderseits der Abführung des entlang

der Oberfläche 17 fliessenden Niederschlagswassers dienen. Durch diese Dichtleisten 18, 19 wird verhindert, dass Wasser in die seitlichen Zwischenräume zwischen benachbarten Bauelementen 6 eindringen kann. Die Abdeckelemente 16 sind in bekannter Weise, z.B. durch selbstdichtende Schrauben, in nicht dargestellter Weise an den Bauelementen 6 oder an den Querlatten 4 der Unterdachkonstruktion 3 befestigt. Dabei erfolgt die Befestigung der Abdeckelemente 16 in einer Weise, welche seitliche Verschiebungen der Rahmen 8 infolge Wärmedehnung ermöglicht. Auch die Halterung der Trägerplatten 9 im Rahmen 8, bzw. zwischen dem oberen und unteren Rahmenteil 25, 26 ermöglicht Verschiebungen zwischen dem Rahmen 8 und den Trägerplatten 9 infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnungen. Die Dichtung 29 gewährleistet in jedem Fall einen wasserdichten Abschluss zwischen Trägerplatte 9 und Rahmen 8.

Bei den Trägerplatten 9 handelt es sich um bekannte Ausführungsformen, wobei in den dargestellten Beispielen die Solarzellen 7 in ein Glasplattenlaminat eingebettet sind. Dieses Glasplattenlaminat ist teilweise lichtdurchlässig, und es erweist sich deshalb als zweckmässig, mindestens in Teilbereichen des mit Bauelementen 6 belegten Bereiches 15 der Dacheindeckung 1 in der Unterdachkonstruktion 3 lichtdurchlässige Flächenelemente 20 anzuordnen, welche anstelle der Wärmeisolation 21 eingebaut werden. Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform bestehen die lichtdurchlässigen Flächenelemente 20 aus Platten aus einem sogenannten Aerogel, welches lichtdurchlässig ist und gleichzeitig sehr gute Wärmeisolationseigenschaften aufweist. Die Anordnung einer Aerogelplatte lässt sich auch durch eine Isolierverglasung ersetzen oder mit einer Isolierverglasung kombinieren. Auf diese Weise lassen sich an einem Dach im Bereiche 15 des Solargenerators Oberlichter ausbilden, und darunterliegende Räume können mit einer Tageslichtbeleuchtung ausgestattet werden. Damit müssen keine zusätzlichen Dachluken mit Dach-

fenstern eingebaut werden, was im Bereiche von Solargeneratorflächen ohnehin unerwünscht wäre. Die erfindungsgemässe Dacheindeckung 1 ermöglicht damit die Beleuchtung von darunterliegenden Räumen mit Tageslicht mit relativ einfachen Massnahmen im Bereiche des Unterdaches 3 durch den Einbau der erwähnten lichtdurchlässigen Elemente 20.

Der in Figur 5 dargestellte Ausschnitt aus zwei benachbarten seitlichen Randbereichen 14 von zwei Bauelementen 6 zeigt auch eines von mehreren Distanzelementen 51. Zwischen zwei benachbarten Randbereichen 14 sind mindestens zwei derartige Distanzelemente 51 angeordnet. Jedes Distanzelement 51 besteht dabei aus einem vorstehenden Nocken 52, welcher mit einem der Rahmen 8 verbunden ist sowie einem Federelement 53, welches mit dem anderen benachbarten Rahmen 8, bzw. dessen seitlichem Randbereich 14 verbunden ist. Das dargestellte Federelement 53 ist Teil des Rahmens 8 und besteht aus einer Aussparung 54 und zwei federnden Zungen 55, 56. Im Neuzustand sind die Zungen 55, 56 über ein dünnes Band 57 miteinander verbunden. Das Band 57 bildet eine Sollbruchstelle, welche bei erhöhtem Druck des Nockens 52 auf das Federelement 53 bricht und die federnden Zungen 55, 56 freigibt. Bei der Montage der Bauelemente 6 erlauben die Distanzelemente 51 eine genaue seitliche Positionierung mit dem gewünschten Zwischenraum 58. Der Zwischenraum 58 wird so gross gewählt, dass Wärmedehnungen-nicht zu unzulässigen Pressungen der Bauelemente 6, bzw. Rahmen 8 führen. Diese Anordnung von Distanzelementen 51 stellt sicher, dass benachbarte Bauelemente 6 sich nicht gegenseitig fixieren, sondern immer Rotativbewegungen möglich sind. Dadurch werden Beschädigungen infolge Wärmedehnungen vermieden und die Verlegung der Bauelemente 6 wird vereinfacht.

Figur 3 zeigt einen Teilausschnitt aus einem unteren Teil 26 des Rahmens 8 in perspektivischer Ansicht. Der Teilausschnitt umfasst eine Halterung 60 für das Kabel 49. Die Halterung 60 besteht aus einem Niederhalter 62 und einer Laby-

rinthklemmung 61, welche mehrere Rippen 36, 64 und 65 mit Einlegeöffnungen 66, 67 und 68 aufweist. Die Einlegeöffnungen 66, 67 und 68 sind in Richtung der Einlegeachse des Kabels 49 seitlich gegeneinander versetzt. Das Kabel 49 wird in diese Einlegeöffnungen 66, 67 und 68 eingelegt und die durch die seitliche Versetzung der Oeffnungen erzwungene Wellenform des Kabels 49 bewirkt die Klemmung. Der Niederhalter 62 verhindert, dass das Kabel 49 aus der Labyrinthklemmung herausfallen kann. Je nach Grosse des Bauelementes 6 und abhängig von der Anordnung des Anschlusskastens 48 sowie der Kabelführung sind am Unterteil 26 des Rahmens 8 mehrere Halterung 60 angeordnet. Während des Transportes und bei der Montage der Bauelemente 6 können die Kabel 49 je nach Bedürfnissen in einer oder mehreren Halterungen 60 festgeklemmt werden. Die Kabel 49 werden dadurch vor Beschädigungen besser geschützt und Behindern den Arbeitsablauf nicht. Bei Bedarf lassen sie sich jedoch leicht und ohne Hilfsmittel lösen und wieder befestigen.

Claims

17 Schutzansprüche

1. Dacheindeckung (1) aus einer Vielzahl von überlappenden und auf einer Unterdachkonstruktion (3) aufliegenden Dachdeckelementen, z.B. Dachziegeln (2) und Bauelementen (6) mit Einrichtungen zur Nutzung der Sonnenenergie mittels Solarzellen (7) an geneigten Dächern, wobei die Bereiche (15) der Dacheindeckung (1) welche von Bauelementen (6) mit Solarzellen (7) belegt sind keine Dachdeckelemente (2) aufweisen und die Dachdeckelemente (2) und die Bauelemente (6) direkt auf der Unterdachkonstruktion (3) aufliegen, und jedes Bauelement (6) mit Solarzellen (7) aus einer mehreckigen, von einem Rahmen (8) umschlossenen Trägerplatte (9) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Länge oder mindestens die Breite jedes Bauelementes (6) ein Vielfaches der entsprechenden Abmessungen eines Dachdeckelementes (2) beträgt, die Bauelemente (6) am oberen und unteren Ende (12, 13) mit den benachbarten Dachdeckelementen

(2) und/oder Bauelementen (6) überlappende Bereiche (10, 11) bilden welche formschlüssig ineinander eingreifen, die seitlichen Randbereiche (14) der Bauelemente (6) mit Abstand zueinander angeordnet und über den seitlichen Randbereichen (14) jedes Bauelementes und den Randbereichen benachbarter Dachdeckelemente und/oder Bauelemente Abdeckelemente (16) angeordnet sind.

2. Dacheindeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bauelement (6) mindestens die zweifache Fläche eines Dachdeckelementes (2) bedeckt.

3. Dacheindeckung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckelemente (16) an der oberen Seite, über den aneinander anstossenden Bereichen (14) der Bauelemente (6) und/oder Dachdeckelemente (2) angeordnet sind und an den Bauelementen (6) angeordnete,

nach oben gerichtete Dichtleisten (18, 19) übergreifen und diese Abdeckelemente (16) etwa gleich lang sind wie die Bauelemente (6) und die Endbereiche überlappend angeordnet sind.
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4. Dacheindeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ganze Fläche der Dacheindeckung (1) mit Bauelementen (6) mit Solarzellen (7) eingedeckt ist.

5. Dacheindeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereiche der Bauelemente (6) mit Solarzellen (7) mindestens ein Teil der Unterdachkonstruktion (3) lichtdurchlässige Flächenelemente

(20) umfasst.

6. Dacheindeckung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Flächenelemente (20) der Unterdachkonstruktion (3) eine Schicht aus Aerogel als Wärmeisolation aufweisen.

7. Dacheindeckung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Flächenelemente (20) aus Isolierverglasungen gebildet sind.

8. Bauelement (6) zur Nutzung der Sonnenenergie, bestehend aus einer Trägerplatte (9) mit Solarzellen (7) und einem die Trägerplatte (9) umfassenden Rahmen (8), bei Dacheindeckungen (1) gemäss Anspruch 1 an geneigten Dächern, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (9) mit einer Vielzahl von Solarzellen (7) ausgestattet und entlang des ganzen Umfanges von einem Rahmen (8) eingefasst ist, dieser Rahmen (8) des Bauelementes (6) aus einem einstückigen oberen Teil (25) und einem einstückigen unteren Teil (26) besteht, wobei der ganze Rand der Trägerplatte (9) wasserdicht zwischen dem unteren und dem oberen Teil (25, 26) des Rahmens (8) ge-

halten ist und die beiden Rahmenteile (25, 26) miteinander verbunden sind, der untere Teil (26) an der Unterseite Auflageflächen (22, 23) zur direkten Auflage des Rahmens (8) auf einer Unterdachkonstruktion (3) und Verbindungselemente (24) zur formschlüssigen Verbindung des Rahmens (8) mit Teilen (4) der Unterdachkonstruktion (3) aufweist und entlang des ganzen Umfanges des Rahmens (8) mit den benachbarten Bauelementen (6) und/oder Dachdeckelementen (3) zusammenwirkende Dichtungs- und Wasserführungselemente angeordnet sind.

9. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das untere und das obere Teil (25, 26) des Rahmens (8) miteinander verschraubt sind.

10. Bauelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Teil (25) des Rahmens (8), an dessen gegen die Trägerplatte (9) gerichteten Fläche (27) und in dem Bereiche welcher an der Trägerplatte (9) anliegt, eine um den ganzen Umfang verlaufende, durchgehende Dichtungsnute (28) angeordnet ist und in dieser Nute (28) eine Dichtung (29) eingelegt ist.

11. Bauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Teil (26) des Rahmens (8) als Verbindungselemente (24) nach unten gerichtete Nocken angeordnet sind welche in Halterungen (4) der Unterdachkonstruktion (3) eingreifen.

12. Bauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Querteil (30) des oberen Rahmenteiles (25) mindestens eine nach oben gerichtete Rippe (32, 33) und am unteren Querteil (31) des unteren Rahmenteiles (26) mindestens eine Nute (34, 36) angeordnet ist, wobei diese Nute (34, 36) mit der Rippe (32, 33) eines benachbarten Bauelementes (6) in der

überlappten Einbauposition eine Labyrinthdichtung bildet.

13. Bauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereiche (37) des oberen

Rahmenteiles (25) mit den Randbereichen (39) des unteren Rahmenteiles (26) überlappen und die Trennfuge (38) zwischen oberem und unterem Rahmenteil (25, 26) verdeckt ist.
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14. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (8) des Bauelementes (6) aus Kunststoff gebildet ist.

15. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Teil (25) des Rahmens (8) aus einem Kunststoff mit einem Zusatz zur Verbesserung der UV-Beständigkeit und das untere Teil (26) des Rahmens (8) aus einem Kunststoff mit einem flammhemmenden Zusatz besteht.

16. Bauelement nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisat Thermoplaste ist.

17. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den seitlichen Randbereichen (14) benachbarter Bauelemente (6) mehrere Distanzelemente (51) angeordnet sind, wobei jedes dieser Distanzelemente

(51) aus einem am oberen und/oder unteren Teil (25, 26) des Rahmens (8) angeordneten, vorstehenden Nocken (52) und einem am oberen und/oder unteren Teil (25, 26) des benachbarten Rahmens (8) angeordneten Federelement (53) besteht.

18. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Teil (26) des Rahmens (8) mindestens

eine Halterung (60) für ein Kabel (49) angeordnet ist, jede Halterung (60) eine Labyrinthklemmung (61) und mindestens ein Niederhalteelement (62) für das Kabel (49) umfasst und dabei die Labyrinthklemmung (61) mindestens drei gegeneinander versetzte Einlegeöffnungen (66, 67, 68) für das Kabel (49) aufweist.