EP2450520B1

EP2450520B1 - Kontrolliertes Lüftungssytem für ein Gebäude mittels eines Türelements

Info

Publication number: EP2450520B1
Application number: EP11007036.4A
Authority: EP
Inventors: Erich Keller; Beat Kegel
Original assignee: Individual
Current assignee: KEGEL, BEAT
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: CH704077A2; EP2450520A2; EP2450520A3; CH704075A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lüftungssystem, insbesondere ein kontrolliertes Lüftungssystem für ein Gebäude, mit dem gezielt im Inneren eines Gebäudes ein Luftaustausch erfolgt. Ferner auf ein Türelement für dieses Lüftungssystem zum Verschliessen und Öffnen eines Raumes.

Stand der Technik

Die heutzutage für Gebäude vorgesehenen Gebäudehüllen, aber auch diejenigen von normalen Neubauten, sind generell nur geringfügig luftdurchlässig. Da auch die Fenster einen sehr luftdichten Abschluss der Gebäudehülle herbeiführen, ist innerhalb der Räume ein natürlicher Luftaustausch, insbesondere bei geschlossenen Türen und Fenstern, vielfach nicht gegeben. Deshalb werden heutzutage nicht nur in Passivhäusern, sondern auch in normale Neubauten, wie zum Beispiel für Büros, Hotels, Schulen, Spitäler, Wohnhäuser etc, Lüftungsanlagen eingebaut, welche die Funktion bereitstellen, verbrauchte Luft und den in der Luft vorhandenen Wasserdampf (Feuchtigkeit) abzutransportieren und dafür Frischluft hinzuzufügen. Dadurch soll ein angenehmes Raumklima geschaffen werden.
Somit ist es notwendig, eine kontrollierte Wohnraumbelüftung bereitzustellen. In der Regel ist man bestrebt, die Luftvolumenströme bezüglich ihrer Luftbewegung gering zu halten, damit Zugluft oder Geräusche nicht wahrnehmbar sind. Eine frisch gefilterte und - sofern notwendig - vorgewärmte Zuluft wird durch Rohre und vielfach über Deckenauslässe in Räume eingeführt.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass frisch gefilterte und vorgewärmte Zuluft den Wohn- beziehungsweise Schlafräumen zugeführt wird, wobei diese dort durch Überströmöffnungen, beispielsweise in beziehungsweise über den Türen oder mittels unterschnittener Türblätter in die Flure gelangt und von dort über Küchen, Bädern und WCs wieder abgesaugt wird. Von dort geht die Abluft durch Absaugeinrichtungen zu einem Wärmetauscher und schliesslich als Abluft nach draussen.
Es ist jedoch erkannt worden, dass in Wohnungen mit offen stehenden Türen die Luft in der ganzen Wohnung gut vermischt wird. Entsprechend ist die Luftqualität in allen Räumen vergleichbar gut, ganz nahezu unabhängig davon, von der Stelle an der die Zuluft eingebracht wird. Dies bedeutet, dass Wohnungen mit immer offenen Türen, ein sehr einfaches Lüftungssystem darstellen.
Aus dem Stand der Technik sind Türanordnungen mit einer Lüftungseinrichtung in Form eines Gehäuses bekannt, beispielsweise in der DE 10 2007 055 245 A1 und FR 2085 473 A1 , ohne das dabei ein Luftaustausch zwischen den benachbarten Räumen vorgesehen ist.
Aus der DE 198 37 162 A1 ist ein Fenster- und Türprofil zum Rückgewinnen von Lüftungswärme bekannt. Um dies zu erreichen ist innerhalb eines Profils ein Kanal vorgesehen, wobei der Kanal sowohl Zuluft- als auch Abluftkanal ist, derart, dass die aus der Abluft stammende warme Luft über den in dem Kanal angeordneten Wärmetauscher die Zuluft anwärmt, bevor diese in das Zimmer gelangt.
In der DE 20 2006 017 606 U1 ist eine Türanordnung beschrieben, die im Wesentlichen einen als Türblatt umfassenden Grundkörper umfasst. In dem Türblatt ist zumindest zum Teil eine Lüftungseinrichtung vorgesehen, die ein Gebläse umfasst, das aus der Umgebungsluft über eine Lüftungsöffnung Luft ansaugt und die angesagte Luft über eine weitere Lüftungsöffnung ausbläst.
Ein Gerät zum Anbau an Fenster oder Türen zur Verbesserung der Klimawerte in Räumen ist in der DE 84 17 444 U1 beschrieben. Hierfür ist eine motorische Zwang-Be- und Entlüftung vorgesehen, die an schlitzartige Ausbildungen an einem Fenster angeordnet ist. Die Ansteuerung erfolgt in der Regel automatisch.
In der WO 20031091632 A2 ist eine Vorrichtung beschrieben, die zur Kühlung eines Raumes ausgelegt ist. Diese Vorrichtung wird in den Bereich eines Fensterrahmens eingesetzt und hat einen Zu- und Abluftkanal. Beide Kanäle sind über einen Wärmetauscher und entsprechende Ventilatoren verbunden.
Die DE 1 659 222 A1 beschreibt ein Bauelement mit einem Hohlraum, wobei innerhalb des Hohlraums Heiz- oder Kühlelemente angeordnet sind. Der Hohlraum ist über einen Zu- und Abluftkanal mit der Umgebung verbunden. Ferner zeigt CN 201 363 067 Y ein Türelement, welches im oberen Bereich des Türelements ein Lüftungsgitter und im unteren Bereich des Türelements Ventilatoren aufweist.

Nachteile des Standes der Technik

Man hat auch festgestellt, dass insbesondere nachts, wenn die Schlafphase eintritt, die Türen oft geschlossen werden. Damit jedoch in diesen Zimmern die erforderliche Luftqualität trotzdem erreicht wird, muss ein aktives Überströmelement dafür sorgen, dass die Luft vom Flur in die abgeschlossenen Räume und wieder zurück in den Flur strömen kann. Das gleiche gilt auch für Räume, wie Bad oder Küche, aber auch beispielsweise Wohn- oder Besprechungszimmer.
In Bad / Küche ist oft nur eine Abluftvorrichtung vorgesehen, das heisst, nur eine Öffnung in Türen oder Türschlitz.
Jedoch ist aufgrund der derzeit aus dem Stand der Technik bekannten Mittel eine solche Ausführung nicht realisiert. Vielmehr müssen Rohrleitungen in die Räume verlegt werden, die den entsprechenden Luftaustausch herbeiführen, der notwendig ist, um ein angenehmes Raumklima zu erhalten und Schimmelablagerungen zu vermeiden. Insbesondere sind gemäss dem Stand der Technik Mittel vorgesehen, die ständig aktiv sind, obwohl die Kenntnis besteht, dass nur ein geschlossener Raum einer aktiven Lufterneuerung bedarf.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lüftungssystem und geeignete Türelemente zu dessen Wirksamkeit bereitzustellen, wodurch ein Austausch von Zu- und Abluft für mindestens einen Raum beziehungsweise eines Zimmers erfolgen kann, und zwar ohne dass es notwendig wird, zusätzliche Lüftungseinrichtungen, wie Rohre und / oder Mauerdurchbrüche für die Zu- und Abluft in dem Raum zu installieren, wobei der Kostenaufwand an Material und Energie hierfür möglich niedrig gehalten werden soll.

Lösung der Aufgabe

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Türelements nach dem Anspruch 1 und eines Lüftungssystems nach Anspruch 7, umfassend derartige Türelemente, womit ein Luftaustausch dezentral erfolgen kann, und zwar derart, dass dieser Luftaustausch zwischen mindestens zwei Räumen eines Gebäudes durch einen in dem jeweiligen Türelement vorgesehenen Zuluft- und Abluftkanal erfolgt, wobei mindestens der Abluftkanal mindestens einen Ventilator besitzt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Vorteile der Erfindung

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, einen so genannten aktiven Überströmer bereitzustellen, der in einer Tür zwischen mindestens zwei Räumen oder Zimmern vorgesehen wird, die für das Öffnen und Verschliessen dieser Räume oder Zimmer zuständig ist. Dabei kann man auch von einem so genannten Verbundlüfter sprechen, welcher ein Art Ventilator darstellt, der die Luft in geschlossenen Räumen mit einer Frischluft, beispielsweise aus dem Korridor, aktiv austauscht. Dadurch ist in einfacher Weise insbesondere ein Luftaustausch in Gebäuden mit mehreren Räumen möglich, und zwar wenn diese Räume über ihren jeweiligen Zuluft- und Abluftkanal mit mindestens einem an diesen Räumen gemeinsam angrenzenden Raum, wie zum Beispiel einem Korridor oder oft auch Wohnzimmer, in Verbindung stehen.
Nach dem erfinderischen Prinzip erfolgt eine intensive Durchmischung der jeweiligen Raumluft infolge der durch den Zuluftkanal im Bodenbereich in den Raum einströmenden Zuluft, und zwar aufgrund eines sich einstellenden Unterdrucks, der sich durch den aktiven Verbundlüfter bildet, da dieser im oberen Bereich des Raumes verbrauchte Luft über den Abzugskanal aus diesem abzieht.
Dieser Luftaustausch in Gebäuden mit mehreren Räumen kann dabei auch so gestaltet sein, dass dessen Intensität in Abhängigkeit von der Anzahl der Personen und/oder Wärme erzeugenden Gerätschaften in den jeweiligen Räumen erfolgt, wobei es gleichzeitig möglich ist, Frischluft von ausserhalb des Gebäudes in das Lüftungssystem zuzuführen.
Auch bezüglich der Sicherheit des erfindungsgemässen Lüftungssystems kann es zweckmässig sein, in jedem Zuluft- und/oder Abluftkanal eine als Feuerschutz dienende Schliesseinrichtung vorzusehen. Hierfür sind auch Quellschäume denkbar, die sonst zur Schalldämmung dienen.
Die für das erfindungsgemässe Lüftungssystem geeigneten Türelemente bestehen aus einem Grundkörper in der Form eines Türblattes, wobei dieser selbst Aussparungen besitzt, in denen getrennt ein Zuluft- und ein Abluftkanal installiert sind.
Hierbei ist der jeweilige Zu- und Abluftkanal derart gestaltet, dass dieser von der einen Seite zur anderen Seite des Türelements innerhalb des Grundskörpers angeordnet ist. Auf den jeweiligen Seiten der Tür sind somit Öffnungen vorgesehen, die den Austritt und den Eintritt von Luft zulassen. Dadurch wird mindestens ein Kanal bereitgestellt, der bei geschlossenem Türelement Luft aus dem Inneren eines Zimmers durch das Türelement in Richtung eines Raums vor dem Zimmer und mindestens ein Kanal, der dem gegenüber frischere Luft in Richtung des Zimmers transportiert. Beide Kanäle sind räumlich voneinander getrennt innerhalb des Türelements angeordnet.
Im Abluftkanal, das heisst, derjenige Kanal, der für einen Lufttransport vom Inneren des Zimmers vor das Zimmer zuständig ist, ist mindestens ein Ventilator vorgesehen. Aufgrund dessen entsteht innerhalb des Zimmers ein Unterdruck, sodass über mindestens einen Zuluftkanal, der ebenfalls im Türblatt der Tür angeordnet ist, Frischluft in den Raum hineinströmt. In der Regel wird die Frischluft im Flur beziehungsweise Korridor, der zu der Tür führt, bereitgestellt, sodass diese dort abgesaugt werden kann. Es kann aber auch ein zusätzlicher Zuluftkanal in einer Wand, am Fenster oder sogar innerhalb eines Fensters angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass im Türelement ein Zuluftkanal mit mindestens einem Ventilator angeordnet wird.
Nach der Erfindung sind die beiden Zu- und Abluftkanäle voneinander fluidtechnisch getrennt angeordnet, wobei jeder dieser Kanäle mit mindestens einem Ventilator versehen sein kann. Die Anzahl und Grösse der Ventilatoren ist dabei abhängig von der Menge der zu transportierenden Luft. Dadurch entsteht eine aktive Überstromfunktion.
Um eine Geräuschbelästigung aufgrund der strömenden Luft, aber auch die der Ventilatoren innerhalb der Türelemente möglichst gering zu halten, sind diese mit schallhemmenden Mitteln ausgestattet. Dies bedeutet, dass wahlweise der Zu- als auch der Abluftkanal als auch die Lagerung des Ventilators beziehungsweise der Ventilatoren selbst oder ein Teil davon mit dem schallhemmenden Material versehen werden kann. Insbesondere ist hierfür sogenannter Akustikschaum geeignet, der einen sehr hohen geräuschhemmenden Wert aufweist. Im Aufenthaltbereich soll daher die Luftgeschwindigkeit möglichst unter 10 cm/s. betragen, um einen relativ hohen Raumkomfort zu erhalten. Aufgrund der sehr einfachen Lagerung eines Ventilators in einem Schaumelement ist auch das Auswechseln des Ventilators bei einem Defekt in der Regel sehr einfach und vorzugsweise ohne Werkzeug möglich.
Um zu vermeiden, dass durch die Anordnung der Zu- und Abluftkanäle Licht durch die Tür scheinen kann, weisen die Zu- und Abluftkanäle in ihrem Inneren nicht linear hindurchführende Strukturen auf. Vorzugsweise sind diese labyrinthartig, zumindest jedoch zick-zack-förmig.
Die um mehrere Ecken führende Ausbildung der Zu- und Abluftkanäle hat neben einer Lichtundurchlässigkeit den Vorteil, dass dabei schallabsorbierende Massnahmen getroffen werden können, die mindestens so schallhemmend wirken, wie eine geschlossene Tür.
Bevorzugt werden in dem Türelement grössere Aussparungen vorgesehen, in welche jeweils eine Baugruppe eingesetzt werden kann, die aus einer Einheit besteht, die entsprechend der Masse der Aussparungen und des Türblattes ausgebildet ist und in ihrem Inneren um mehrere Ecken geführte Zu- und Abluftkanäle aufweist und mindestens einen Ventilator zur Herbeiführung einer Strömung besitzt. Um derartige Baugruppen, die dann in die Aussparungen eingesetzt werden, abzudecken, sind lösbare Paneele auf beiden Seiten der Tür vorgesehen. Diese Paneele sind in einem geringfügigen Abstand zur Oberfläche des Türblattes angeordnet, sodass ein Abströmen beziehungsweise Zuströmen der Luft in den entsprechenden Bereichen möglich ist (vorzugsweise parallel zum Türblatt, wodurch weitere Strömungsgeräusche vermieden werden).
Die Baugruppen können auch in mehrere Teile aufgeteilt sein. Insbesondere kann eine Baugruppe nur aus dem Abluftsystem bestehen, wohingegen für die Zuluft im unteren Bereich der Tür lediglich Lüftungsschlitze vorgesehen sind, die zum einen aus optischen Gründen und zum anderen aus lichttechnischen Gründen, um im Inneren des Raumes Dunkelheit bereitzustellen, ebenfalls mit solchen Paneelen abgedeckt sein können. Hierbei sind auch Paneele möglich, die bezogen auf ihre Oberfläche bündig oder nahezu mit der Oberfläche das jeweilige Türblatt eines Türelements abschliessen.
Die zuvor beschriebene Baugruppe kann auch in Wänden angeordnet werden. Zudem ist eine Verwendung der Baugruppe beispielsweise auch für eine verbreiterte Türzarge denkbar.
Die Paneele selbst sind auf Schienen an dem Türblatt aufgesteckt, so dass diese zu Reinigungs- und Reparaturzwecke sehr einfach entfernbar sind. Diese Paneele können entweder mittels eines Schnellspannverschlusses oder über ein Klickverschluss oder durch ein seitliches Verschieben aus der Verankerung gehoben werden, sodass dann die jeweilige Baugruppe frei zugänglich ist.
Die bisher aus dem Stand der Technik bekannten Lüftungseinrichtungen weisen alle den Nachteil auf, dass bei einer innerhalb eines Raumes aktiven arbeitenden Raumlüftungsanlage, diese ständig in Betrieb ist. Dies ist jedoch nicht erforderlich, da bei geöffneter Tür eine bei geschlossenem Raum tätige Ventilation ebenfalls in Betrieb ist.
Das erfindungsgemässe Lüftungssystem hat dagegen den Vorteil, dass jeder Ventilator innerhalb einer Tür nur dann eingeschaltet wird, wenn ein entsprechender Kontakt geschlossen ist. Der Kontakt ist vorzugsweise im Schliessbereich der Tür, das heisst, in dem oder im Bereich des Schlosses vorgesehen, sodass bei geöffneter Tür der Ventilator abgestellt ist.
Dies bedeutet, dass beim Schliessen der Tür ein elektrischer Kontakt herbeigeführt wird und der jeweilige Ventilator beginnt automatisch zu laufen. Wird dagegen die Tür geöffnet, so wird der Ventilator ausser Eingriff gesetzt, sodass er in dieser Situation nicht nutzlos weiterläuft, da dann sowieso ein entsprechender Luftaustausch stattfindet, was wiederum eine Reduzierung des Energieverbrauchs bedeutet. Dieser Kontakt kann entweder ein Schalter sein oder ein Kontakt, der eine elektrische Verbindung zu einem Stromversorger bereitstellt.
Zweckmässig arbeiten die jeweiligen Ventilatoren im Niedervoltbereich, das heisst mit 12 V oder anderer Gleichspannung.
Alternativ hierzu kann auch ein Kontaktschalter im Bereich des Türscharniers oder des Schliesselements angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass die Stromzufuhr über die Türscharniere mittels Schleifelemente erfolgt. Eine weitere Stromzuführung kann über eine feste oder vorzugsweise flexible Kabelanbindung erfolgen. Besondere sicherheitstechnische Vorkehrungen sind nicht notwendig, da die Ventilatoren - wie bereits erwähnt - in dem Niedervoltbereich betrieben werden, wobei dieser entweder durch eine Batterie, eine Solarzelle oder induktiv mit elektrischer Energie gespeist werden kann.
Da in der Regel neben jeder Tür zumindest aufgrund eines Schalters für die im Raum befindliche Beleuchtung Strom vorhanden ist, kann dieser an der Türzarge für die Vorrichtung in der Tür über einen Kontakt bereitgestellt werden. Sofern eine Niedervoltspannung bereitgestellt werden soll, so ergibt sich der Vorteil, einen Transformator in einer Aussparung (entweder separat oder im Bereich des Schalters) zu verwenden beziehungsweise zu platzieren.
Somit wird ein aktiver Überströmer vorgestellt, der eine einfache, ästhetische und günstige Variante für den Einbau von Komfortlüftungen darstellt. Hierfür können übliche Materialien verwendet werden, das heisst, es muss kein spezielles Material gewählt werden, sondern das Lüftungssystem kann den architektonischen Bedürfnissen angepasst werden. Auch ökologisch unbedenkliche Materialverwendungen sind möglich. Ein nachträglicher Einbau in bereits bestehende Türen ist möglich (Nachrüstung). Dies ist insbesondere bei durchzuführenden Sanierungen ein erheblicher Vorteil. Die Eingriffstiefe in die Baustruktur ist damit sehr gering.
Die erfindungsgemässe Lösung kann in vielen Anwendungsfällen gut integriert werden und ist mit einem geringen Kostenaufwand möglich. Die technischen Vorgaben, wie beispielsweise für die Zuluft in einer Menge von beispielsweise 60 m³/h oder eine Abluft (vom Zimmer in den Flur) von 60 m³/h ist möglich. Eine passive Rückströmung von maximal 3 Pa Druckunterschied ist ebenfalls gegeben.
Aufgrund dessen, dass die Zu- und Abluftkanäle schallgedämmt werden können, liegt der Schallleistungspegel weit unter 25 dB (A) bei der entsprechenden Nennluftmenge. Aufgrund eines geeigneten Strömungsverlaufes, insbesondere durch die Gestaltung der Zu- und Abluftkanäle, wird Zugluft praktisch vermieden.
Insbesondere eignen sich Ventilatoren, die beispielsweise im Personalcomputerbereich verwendet werden. Diese sind äusserst leise und haben dennoch einen hohen Lüftungsdurchsatz. Sie werden in der Regel mit einer Spannung von 12 oder anderer Gleichspannung betrieben, was insbesondere für den Anwendungsbereich einen sehr hohen Sicherheitsstandard bietet. Derartige Ventilatoren haben eine hohe Laufleistung, sodass sie äusserst selten gewartet beziehungsweise ausgewechselt werden müssen. Zudem stellen sie ein sehr kostengünstiges Bauteil dar, welches in sehr hohen Stückzahlen hergestellt wird. Zudem sind diese vielfach überall erhältlich und können als Standardbauteil verwendet werden. Sie lassen sich sehr gut in die vorgegebene Dicke einer Tür (beispielsweise mit einer Dicke von 4-12 cm) integrieren und auch entsprechend lagern. Zur Lagerung selbst können entweder gummiartige Aufhängungen vorgesehen sein oder der Lüfter selbst wird in einen Akustikschaum eingepackt und durch diesen dann entsprechend fixiert.
Andere, nicht erfindungsgemässe Ausführungsformen sehen vorteilhafterweise vor, dass zumindest einer der beiden Kanäle ausserhalb der Tür angeordnet ist. Ein Kanal kann zum Beispiel in einem verbreiterten Türrahmen angeordnet sein, wobei der innerhalb des Kanals angeordnete Lüfter erst bei geschlossener Tür läuft. Eine hiervon ausgehende Weiterbildung sieht vor, zumindest einen der beiden Kanäle im Mauerwerk anzuordnen. Auch hier läuft der innerhalb des Kanals angeordnete Lüfter erst dann, wenn die Tür oder die Türen des jeweiligen Raumes geschlossen sind.
Der Einsatz von aktiven Überströmern, wie sie zuvor beschrieben sind, reduziert erheblich den Steuerungsaufwand im Vergleich zu solchen Anlagen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Sind alle Räume entweder direkt oder mittels Überströmer belüftet, ist die Luftqualität überall gleich. Durch die Wärme- und Kältequellen innerhalb eines Raumes, wie beispielsweise Fenster, Heizung, Geräte, entsteht eine gleichmässige Durchmischung innerhalb des Raums, so dass die exakte Lage der Zu- und Abluft für den Raum zumindest nur eine geringe Relevanz hat. Dies führt zum einen dazu, dass an sich ein Messpunkt innerhalb eines Raumes ausreicht. Zudem führt dies dazu, dass bei geringer Raumbelegung eine wesentlich geringere Menge an Zuluft (Frischluft) benötigt wird, was sich positiv auf Verbrauchskosten auswirkt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen, sowie den Ansprüchen hervor.

Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1a: einen schematischen Grundriss eines Gebäudes mit mehreren Räumen, in denen das erfindungsgemässe Lüftungssystem installiert ist,
Fig. 1b: eine schematische Darstellung der Funktion des Lüftungssystems in Verbindung mit einem Korridor und einem Zimmer;
Fig. 2a: eine Vorderansicht einer Tür für den Einbau eines aktiven Überströmers,
Fig. 2b: die Tür gemäss Fig. 2a, in dessen Türblatt zwei Ausschnitte ausgesägt sind, und zwar für eine obere Baugruppe als Abluftkanal und eine untere Baugruppe als Zuluftkanal,
Fig. 2c: die Tür gemäss Fig. 2b, in dessen zwei Ausschnitte die obere Baugruppe als Abluftkanal und die untere Baugruppe als Zuluftkanal eingesetzt sind,
Fig. 2d: die Tür gemäss Fig. 2c mit einem elektrischen Anschluss für einen in der oberen Baugruppe sich befindenden Ventilator,
Fig. 2e: die Tür gemäss Fig. 2d, die ein die obere und untere Baugruppe abdeckendes Paneel aufweist,
Fig. 3: eine Draufsicht auf die Tür gemäss Fig. 2d und 2e entlang einer Linie III-III in einem vergrösserten Massstab,
Fig. 4: eine Draufsicht auf die Tür gemäss Fig. 2d und 2e entlang einer Linie IV-IV in einem vergrösserten Massstab und
Fig. 5: eine vergrösserte Schnittdarstellung einer oberen Baugruppe für den aktiven Überströmer gemäss Fig. 4, jedoch in einer schallgedämmten Ausführung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der in Fig. 1a und b schematisch dargestellte Grundriss eines Gebäudes zeigt beispielhaft Räume, die mit R₁ bis R₅ bezeichnet sind, wobei R₁ und R₃ zwei Schlafzimmer, R₂ ein Büro, R₄ einen Korridor oder Flur und R₅ eine Küche verkörpern sollen, wobei letztere einen üblichen Dunstabzug besitzt und bei diesem Beispiel nicht in das Lüftungssystem mit einbezogen ist. Die Räume R₁ bis R₃ sind über gleiche Türelemente 1 von dem Korridor R₄ betretbar, welche wesentliche Bestandteile des erfindungsgemässen dezentralen Lüftungssystems sind.
Wie aus Fig. 2a ersichtlich, besitzt jedes Türelement 1 ein Türblatt 2, eine Zarge 3, an der das Türblatt 2 über Scharniere 4 schwenkbeweglich angeschlagen ist. Ferner besitzt jedes Türblatt 2 ein Schliesselement 5 und einen Türgriff 6 sowie einen Abluftkanal A mit mindestens einem Ventilator V und einen Zuluftkanal Z ohne einen Ventilator V, welche in Fig. 1 jeweils mit einem Halbpfeil Z und A symbolisch gekennzeichnet sind.
Angenommen, dass in jedem der Räume R₁ bis R₃ eine Luftmenge von 60 m³/h erforderlich sind, dann muss gemäss dem Stand der Technik aus dem Korridor R₄ mindestens eine Zuluftmenge von 3 x 60 m³/h = 180 m³/h lieferbar sein, welche entweder als brauchbare Umluft im Korridor R₄ zur Verfügung steht oder als erneuerte Austauschluft, welche durch den Luftaustausch von Altluft durch Frischluft erhalten wird. Die hier angegebenen Werte sind Realwerte. Sie schränken die Funktion der Erfindung und den Schutzbereich der Erfindung nicht darauf ein. In Fig. 1 ist hierzu symbolisch für die Altluft ein ins Freie gerichteter Halbpfeil AI und ein von außen in den Korridor R₄ zeigender Pfeil F für die Frischluft angedeutet.
Das erfindungsgemässe Lüftungssystem ist nun vorzugsweise so angelegt, dass in Abhängigkeit von der Anzahl an Personen und/oder Wärme erzeugenden Gerätschaften in den Räumen R₁ bis R₃ ein dezentraler Luftaustausch erfolgt. Entsprechend der Menge der durch die anwesenden Personen und/oder Gerätschaften erzeugten Warmluft, welche bekanntlich nach oben steigt, wird diese praktische als verbrauchte Luft durch den jeweiligen Abluftkanal A mit Hilfe mindestens eines Ventilators V in den oberen Bereich des Korridors R₄ transportiert und diese Altluft kann dann entsprechend dem Halbpfeil AI in das Freie abgegeben werden. Durch den dadurch entstehenden Unterdruck in den Räumen R₁ bis R₃ strömt zum einen Frischluft F in den Korridor R₄ und gleichzeitig unverbrauchte kühle Luft, die sich in dessen unteren Bereich befindet über die jeweiligen Zuluftkanäle Z in die einzelnen Räume R₁ bis R₃ nach.
Sind nun in einem Raum keine Personen anwesend, zum Beispiel im Büroraum R₂, dann wird bei geschlossener Tür dennoch Luft abgesaugt, das bedeutet, dass aus dem oberen Bereich dieses Raumes relativ kalte frische Luft entnommen wird, die jedoch nach ihrem Austritt aus dem Abluftkanal A sofort nach unten fällt und im Korridor R₄ wieder als frische Luft zur Verfügung steht. Dies bedeutet ferner, dass hier ein entsprechender Ausgleich stattfindet und somit weniger neue frische Luft gemäss dem Pfeil F bereitgestellt werden muss. Dadurch kann vorteilhaft die mittlere Lüftungsleistung und somit auch die Energiekosten erheblich reduziert werden. Bezogen auf das erwähnte Beispiel, genügt in diesem Fall beispielsweise eine neu hinzukommende Frischluftmenge von nur 90 m³/h statt ursprünglich 180 m³/h, was dann wiederum erheblich Energie einsparen lässt.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 2a bis 2e eine prinzipielle Konstruktion eines für das erfindungsgemässe Lüftungssystem vorgesehenen Türelements 1 näher erläutert:
Ausgehend von einem in Fig. 2a und b dargestellten bestehenden Türelement 1 werden bei diesem zuerst für eine obere Aussparung 7 für den Abluftkanal A und für eine untere Aussparung 8 für den Zuluftkanal Z auf dem Türblatt 2 entsprechende Abmessungen 7.1 und 8.1angezeichnet, wobei bei der Herstellung von entsprechenden neuen Türelementen ähnlich verfahren wird. Sodann werden gemäss Fig. 2b die Aussparungen 7 und 8 aus dem Türblatt 2 ausgesägt und eine Zuleitung 9 für 12 V durch das Schliesselement 5 bis zur axialen Mitte der Aussparung 7 gebohrt und weitergeführt bis in die Aussparung 7. Ferner werden bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beidseitig der Aussparungen 7 und 8 durchgehende Längsleisten 10 und 11 auf das Türblatt 2 aufgeschraubt. Es sind aber auch andere gleichwirkende Ausführungen denkbar.
Danach wird gemäss Fig. 2c der Abluftkanal A in der Form einer Baugruppe BA in die Aussparung 7 und der Zuluftkanal Z in der Form einer Baugruppe BZ in die Aussparung 8 eingesetzt, wobei gleichzeitig der Ventilator V in der Baugruppe BA mit der Zuleitung 9 elektrisch verbunden wird. Entsprechend der Fig. 2d erfolgt weiter eine elektrische Anbindung der Zuleitung 9 über das Schliesselement 5 im hinteren Bereich eines ohnehin meistens vorhandenen Lichtschalters 12 und schließlich werden nach einer Funktionskontrolle beidseitig des in Fig. 2e gezeigten Türblattes 2 gewölbte oder flache Abdeckpaneele 13 in die Längsleisten 10 und 11 eingehängt, wodurch auch eine Lichtdurchsicht verhindert wird.
In Fig. 3 ist ein horizontaler Querschnitt durch ein nicht erfindungsgemässes Türelement 1 gemäss der Linie III-III in Fig. 2d gezeigt, der durch den mit ZB bezeichneten Zuluftbereich verläuft, in welchem die Baugruppe BZ mehrere Lüftungsschlitze 14 zum Durchtritt der Zuluft von Raum R₄ zu R₁ (angedeutet durch Pfeile 15) besitzt.
In Fig. 4 wiederum ist ein horizontaler Querschnitt durch ein nicht erfindungsgemässes Türelement 1 gemäss der Linie IV-IV in Fig. 2d gezeigt, der durch den mit AB bezeichneten Abluftbereich verläuft, in welchem die Baugruppe BA einen Ventilator V zum Absaugen der Abluft von Raum R₁ zu R₄ (angedeutet durch die Pfeile 16) besitzt, wobei auch mehrere Ventilatoren möglich sind.
In Fig. 5 ist schliesslich in Ausgestaltung der Erfindung ein Querschnitt eines Abluftbereichs AB gezeigt, welcher mit schallabsorbierender Mittel 17 gedämmt ist. Hier ist die mit BA bezeichnete Baugruppe in einer Ausnehmung 18 des Türblattes 2 des Türelements 1 mittels eines Trägerelements 19 eingepasst. Dieses Trägerelement 19 besitzt mindestens einen Ventilator V, der in diesem angeordnet ist. Bevorzugt besteht das Trägerelement 19 aus einem sehr stabilen Akustikschaum und ist beidseitig im Bereich des Türblattes 2 und dem Ventilator V mit den schallabsorbierenden Mitteln 17 versehen. Für die Montage wird der Ventilator V zusammen mit dem Trägerelement 19 beziehungsweise den schallabsorbierenden Mitteln 17 in die Ausnehmung 18 eingesetzt (vorzugsweise durch Presspassung und ohne jegliche weitere Hilfsmittel, wie beispielsweise Befestigungselemente) und elektrisch mit dem übrigen Elementen kontaktiert. Danach wird, um eine optisch ästhetische Ausgestaltung zu verwirklichen und auch Lichtschutz zu erhalten, zu beiden Seiten der Baugruppen BA und BZ jeweils ein flaches Paneel 20 angebracht.
Eine vereinfachte Ausführung sieht vor, nur die schallabsorbierenden Mittel 17 einzufügen. Sie weisen eine grosse Eigenstabilität auf und können so ohne weitere Befestigungsmittel, wie zum Beispiel Schrauben oder Klebstoff innerhalb des Mittels 17 befestigt werden.
Bei dem Paneelen 20 handelt es sich um ein flaches oder gewölbtes deckelartiges Element, das in einem Abstand zu dem Türblatt 2 angeordnet wird, sodass trotzdem eine Luftströmung von der einen Seite des Türelements 1 zu dessen anderen Seite erfolgen kann, was durch die Pfeile 21 angedeutet ist. Die Luftströmung zu den Paneelen 20 von aussen kann dagegen von allen Seiten erfolgen, wobei diese selbst ebenfalls die schallabsorbierenden Mittel 17 tragen können.
Alternativ können die Paneele 20 auch derart angeordnet sein, dass sie flächenbündig mit dem Türblatt 2 verlaufen. Um dann eine Durchströmung zu erreichen, sind in diesen Lüftungsschlitze vorgesehen. Dadurch kann der Benutzer zumindest auf den ersten Blick nicht erkennen, dass es sich bei dem vorliegenden Türelement 1 um eine spezielle Ausbildung handelt. Daher kann ein solches Türelement 1 wie bisher üblich als architektonisch gestaltetes Mittel eingesetzt werden, jedoch mit dem Unterschied, dass nun vorteilhafterweise technische Funktionen in dem Türelement 1 vorgesehen sind.
Schliesslich können statt den Längsleisten 10, 11 auch in den Zeichnungen nicht näher dargestellte verschraubbare Befestigungsmittel 22 vorgesehen sein, die dazu geeignet sind, die Paneele 11, 20 an dem Türblatt 2 zu befestigen und auch wieder auf sehr einfache Art und Weise zu lösen. Bei Türen dagegen, die eine gewisse Dicke (in der Regel über 10 cm) aufweisen, kann man auch ohne Paneele auskommen, denn hier können vielmehr im Inneren einer Tür die entsprechenden Zu- und Abluftkanäle ausgestaltet werden.
Somit ist ein dezentrales Lüftungssystem mit funktionstüchtigen Türelementen 1 geschaffen worden, wodurch es auf sehr einfache sowie ästhetische und kostengünstige Weise möglich geworden ist, einen aktiven Überströmer in energetisch optimierten Gebäuden einzusetzen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Türelement
2: Türblatt
3: Zarge
4: Scharnier
5: Schliesselement
6: Türgriff
7: obere Aussparung
7.1: Abmessungen
8: untere Aussparung
8.1: Abmessungen
9: Zuleitung
10: Längsleiste
11: Längsleiste
12: Lichtschalter
13: Abdeckpaneel
14: Lüftungsschlitze
15: Pfeile
16: Pfeile
17: schallabsorbierende Mittel
18: Ausnehmung
19: Trägerelement
20: flaches Paneel
21: Pfeil
22: Befestigungsmittel

A: Abluftkanal
AI: Altluft
ZI: Zuluftkanal
AB: Abluftbereich
ZB: Zuluftbereich
V: Ventilator
BA: Baugruppe
BZ: Baugruppe
F: Frischluft
R₁-R₅: Räume/Zimmer

Claims

Türelement (1) zum Öffnen und/oder Verschliessen eines Raums (R₁; R₂; R₃), mit einem Türblatt (2) und mindestens einem an diesem angeordneten Scharnier (4) sowie einem Schliesselement (5), wobei sich in dem Türblatt (2) mindestens ein Zuluftkanal (Z) und Abluftkanal (A) befinden und wobei ein Ventilator (V) im Türblatt vorgesehen ist, wobei, der Zuluftkanal (Z) von dem Abluftkanal (A) fluidmässig getrennt ist und der Zuluftkanal (Z) und der Abluftkanal (A) jeweils mindestens eine Kanalöffnung zu beiden Seiten des Türblattes (2) aufweisen,
wobei ein Abluftbereich (AB) mit dem Abluftkanal (A) im oberen Bereich und ein Zuluftbereich (ZB) mit dem Zuluftkanal (Z) zumindest in der Form von Lüftungsschlitzen (14) im unteren Bereich des Türblattes (2) des Türelements (1) vorgesehen ist und in dem Abluftkanal (A) mindestens ein Ventilator vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zuluftkanal (Z) und der Abluftkanal (A) in ihrem Inneren nicht linear hindurchführende Strukturen aufweisen, so dass sich eine um mehrere Ecken führende Ausbildung des Zuluftkanals (Z) und des Abluftkanals (A) ergibt.
Türelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Betätigung (Einschalten) des mindestens einen Ventilators (V)über einen Kontaktschalter im Bereich des Scharniers (4) oder Schliesselements (5) oder durch eine Lichtschranke vorgesehen ist, womit der mindestens eine Ventilator automatisch elektrisch betätigbar ist, wenn sich das Türblatt des Türelements in seiner Schliessstellung befindet.
Türelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Steuerung für den mindestens einen Ventilator (V) mittels eines Niedervoltstromkreises vorgesehen ist, der entweder durch eine Batterie, eine Solarzelle oder induktiv über die Bereiche Scharnier (4) oder Schliesselement (5) seine elektrische Energie erhält.
Türelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass schallabsorbierende Mittel (17) mit mindestens einem der Ventilatoren (V) sowie gegebenenfalls Paneelen (13; 20) als eine Baugruppe (BA) ausgebildet sind, die in einer in dem Türblatt (2) des Türelements (1) vorgesehenen Ausnehmung (18) eingebaut ist.
Türelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Paneele (13; 20) zu beiden Seiten des Türblattes (2) des Türelements (1) lösbar über Längsleisten (10; 11) oder schraubbare Befestigungsmittel (22) angeordnet sind.
Türelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zuluft- (Z) und/oder Abluftkanal (A) eine als Feuerschutz dienende Schliesseinrichtung vorgesehen ist.
Lüftungssystem, insbesondere kontrolliertes Lüftungssystem für ein Gebäude, mit dem gezielt im Inneren eines Gebäudes ein Luftaustausch erzielbar ist, umfassend Türelemente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustausch in einem Raum jeweils über das für den Zugang zu dem jeweiligen Raum (R1₁ bis R₃) vorgesehene Türelement (1) vorgesehen ist.
Lüftungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustausch in Gebäuden mit mehreren Räumen (R1₁ bis R₃) derart vorgesehen ist, dass diese über ihren jeweiligen Zuluft- (Z) und Abluftkanal (A) mit mindestens einem an diesen Räumen (R1₁ bis R₃) gemeinsam angrenzenden Raum (R₄) in der Ausbildung eines Korridors in Verbindung stehen.
Lüftungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftaustausch in Gebäuden mit mehreren Räumen (R1₁ bis R₃) derart vorgesehen ist, dass dessen Intensität in Abhängigkeit von der Anzahl an Personen und/oder Wärme erzeugenden Gerätschaften in den jeweiligen Räumen (R₁; R₂; R₃) bewirkbar ist.