AT514922A4 - Bauelement mit einem schichtförmigen Aufbau - Google Patents
Bauelement mit einem schichtförmigen Aufbau Download PDFInfo
- Publication number
- AT514922A4 AT514922A4 ATA50808/2013A AT508082013A AT514922A4 AT 514922 A4 AT514922 A4 AT 514922A4 AT 508082013 A AT508082013 A AT 508082013A AT 514922 A4 AT514922 A4 AT 514922A4
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- layer
- natural stone
- heat
- component according
- heat storage
- Prior art date
Links
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000010438 granite Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 7
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 6
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229920006248 expandable polystyrene Polymers 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000009416 shuttering Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/44—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose
- E04C2/52—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits
- E04C2/521—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits serving for locating conduits; for ventilating, heating or cooling
- E04C2/525—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits serving for locating conduits; for ventilating, heating or cooling for heating or cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/12—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating
- F24D3/14—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating incorporated in a ceiling, wall or floor
- F24D3/141—Tube mountings specially adapted therefor
- F24D3/142—Tube mountings specially adapted therefor integrated in prefab construction elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/10—Details of absorbing elements characterised by the absorbing material
- F24S70/16—Details of absorbing elements characterised by the absorbing material made of ceramic; made of concrete; made of natural stone
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/04—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
- F28F21/045—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone for domestic or space-heating systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Bei einem Bauelement (1) mit einem schichtförmigen Aufbau ist zumindest eine Wärmeleitschicht (5) vorgesehen, in welcher ein zur Aufnahme eines wärmeleitenden Mediums vorgesehenes Leitungselement (2) aufgenommen ist. Eine Wärmespeicherschicht (3) grenzt an die Wärmeleitschicht (5) an, wobei die Wärmespeicherschicht (3) einen Naturstein aufweist. Das Leitungselement (2) ist in der Wärmeleitschicht (5) in einem Wärmeübertragungselement (5') aufgenommen, wobei das Wärmeübertragungselement (5') im Wesentlichen aus einem pulverförmigen Naturstein besteht. Das Bauelement (1) wird, bevor es an eine Baustelle transportiert wird, in einer Betriebsstätte vorgefertigt, indem eine Wärmeleitschicht (5), in welcher ein ein wärmeleitendes Medium aufnehmendes Leitungselement (2) in einem im Wesentlichen aus einem pulverförmigen Naturstein bestehenden Wärmeübertragungselement (5') aufgenommen ist, an einer Breitseite mit einer Wärmespeicherschicht (3) aus einem Naturstein und an der gegenüberliegenden Breitseite mit einer Trag- und/oder Isolationsschicht (4; 9) verbunden, vorzugsweise verklebt, wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bauelement mit einem schichtförmigenAufbau, wobei zumindest eine Wärmeleitschicht vorgesehen ist, inwelcher eine zur Aufnahme eines wärmeleitenden Mediums vorgese¬henes Leitungselement aufgenommen ist, und an die Wärmeleit¬schicht eine Wärmespeicherschicht angrenzt sowie ein Verfahrenzur Herstellung eines in einer Betriebsstätte vorgefertigtenBauelements mit einem schichtförmigen Aufbau.
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedenste schicht¬förmige Bauelemente bekannt, bei welchen ein Wärmeleitmediumdurch eine Wärmespeicherschicht geleitet wird, um insbesondereSonnenenergie, welche Tagsüber anfällt, zu speichern und bei Be¬darf insbesondere z.B. zur Warmwasseraufbereitung oder anderenHeizzwecken in einem Gebäude zu verwenden.
Aus der WO 81/02775 A ist beispielsweise ein aus Beton herge¬stellter Fundamentspeicher bekannt, wobei hier das Fundament ei¬nes Hauses auf der Baustelle vor Ort auszugießen und mit einemLeitungselement zwecks Aufnahme des wärmeleitenden Mediums zuversehen ist. Dies bedingt nachteiligerweise einen hohen Perso¬nalaufwand .
Ebenso ist aus der DE 29 10 774 A ein Rohrleitungsnetz bekannt,welches über wärmeleitende Pfähle oder Rohre mit dem Bodenvolu¬men und dem Fundamentkörper eines Gebäudes in Verbindung steht,sodass der Fundamentkörper zugleich als Wärmespeicher herangezo¬gen werden kann.
Weiters ist es grundsätzlich bekannt im Zusammenhang mit Haus¬bauten sich die wärmespeichernde Funktion von Steinen zu Nutzenzu machen, so ist beispielsweise in der DE 10 2008 042 184 Alund der DE 10 2005 037 587 Al jeweils ein Steine umfassenderWärmespeicher offenbart.
Aus der DE 43 01 008 Al ist weiters eine Klimatisierungsanlagefür ein Gebäude bekannt, bei welcher ein Doppelboden mit einemZwischenraum vorgesehen ist, wobei in dem Zwischenraum Luftein-lässe von einem Verteilerrohr münden. Die Oberplatte des Doppel¬bodens, welche als Wärmespeicher dient, kann hierbei aus einemNaturstein bestehen.
Bekannte Stahlbetonkonstruktionen weisen nachteiligerweise einehohe sogenannte Environmental Product Declaration (EPD) auf. DieEPD ist eine Typ-III-Umweltdeklaration, welche quantifizierteumweltbezogene Informationen aus dem Lebensweg eines Produktszur Verfügung stellt, um damit Vergleiche zwischen Produktengleicher Funktion zu ermöglichen. Eine EPD beruht auf unabhängigüberprüfte Daten aus Ökobilanzen, aus Sachbilanzen oder Informa¬tionsmethoden, welche mit der Normenreihe ISO 14040 konformsind.
Die Verwendung von Stahl bzw. Stahlbeton hinsichtlich der dieNachhaltigkeit eines Produkts wiedergebenden EPD ist besondersnachteilig, da sowohl bei der Herstellung von Zement ein hoherEinsatz thermischer Energie erforderlich ist als auch Stahl ei¬nen entsprechend hohen thermischen Energieaufwand erfordert.Darüberhinaus ist die Entsorgung von Stahlbeton und dessen Wie¬derverwertung schwierig und aufwendig.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge ein Bauelementzu schaffen, welches insbesondere im Zusammenhang mit der Er¬richtung von Wohngebäuden einsetzbar ist und welches gegenüberbekannten Bauelementen eine vergleichbar niedrige EPD aufweist.Zudem soll das Bauelement vorteilhafterweise in modularer Weisevorfertigbar sein, so dass es auf einer Baustelle ohne hohenPersonalaufwand direkt zum Einsatz gelangen kann.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, dass die Wärmespei¬cherschicht einen Naturstein aufweist. Im Gegensatz zu der ener¬gieaufwändigen Herstellung von Stahlbeton ist durch die Verwen¬dung von Naturstein ein Bauelement mit einem vergleichsweise ge¬ringen Energieaufwand herstellbar, welches zudem unmittelbar -d.h. ohne energieaufwändige Aufbereitungsmaßnahmen - wiederver¬wertbar ist. Demzufolge weist ein derartiges Bauelement einevergleichbar niedrige EPD auf. Beispielhaft ist dies im Zusam¬menhang mit Kopfsteinpflaster zu erkennen: Ein oft mehrere hun¬dert Jahre alter Straßenbelag aus Kopfsteinpflaster muss nacheiner Entfernung nicht deponiert oder entsorgt werden, sonderndie Natursteine können unmittelbar nach deren Entfernung alsRandsteine oder Gehsteige oder gegebenenfalls in Fußgängerzonen wiederverwendet werden. Wird hingegen eine Fahrbahn aus Asphaltoder Beton erneuert, so wird das entfernte Material entweder de¬poniert oder muss unter hohen Energieaufwand geschreddert wer¬den .
Zur Ausbildung eines kompakten, einfach herzustellenden Bauele¬ments ist es vorteilhaft, wenn als Wärmespeicherschicht einplattenförmiger Naturstein vorgesehen ist. Demnach ist vorteil¬hafterweise ein massiver Natursteinblock vorgesehen, der ledig¬lich in gewünschter Weise dimensioniert werden muss, der aberkeine weiteren Herstellungsschritte erfordert.
Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass als Wärmespeicher¬schicht ein plattenförmiger Natursteinkörper vorgesehen ist, derim Wesentlichen aus verdichteten Natursteinen besteht. Hierbeikönnen gebrochene Natursteine unterschiedlicher Körnung (z.B. 0- 30mm, 0 - 40mm, etc.), die vorzugsweise als Nebenprodukte inder Natursteinverarbeitung anfallen, zu einem massiven Körperverdichtet werden.
Einerseits aufgrund der guten Wärmespeicherfähigkeit anderer¬seits aufgrund der hohen mechanischen Belastbarkeit hat es sichals besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn als Natursteinein magmatisches Gestein, vorzugsweise plutonitisches Gestein,insbesondere Granit, vorgesehenen ist.
Um in einer betrieblichen Fertigung, dh vor Auslieferung auf ei¬ne Baustelle, ein Bauelement zu schaffen, das bei Wohngebäudensodann insbesondere als Fundament bzw. Heiz- und/oder Kühlmoduleingesetzt werden kann, ist es günstig, wenn die Wärmeleit¬schicht zwischen der Wärmespeicherschicht und einer Trag- bzw.Isolationsschicht angeordnet ist.
Bei Ausbildung des Bauelements mit einer Tragschicht kann dasBauelement insbesondere als Fundament ausgebildet werden, beiwelchem die mechanische Belastbarkeit des Natursteins ausgenutztwird. Wenn als Tragschicht eine weitere Naturstein aufweisendeSchicht vorgesehen ist, dient die Tragschicht zugleich auch alsweiterer Wärmespeicher und die EPD kann niedrig gehalten werden.Hierbei kann das zu fertigende Fundament vorteilhafter Weise auseinzelnen vorgefertigten Modulen bestehen, die in Fertigteilbau¬ weise auf eine Baustelle geliefert werden und mit Hilfe einesKrans in kurzer Zeit verlegt werden können. Bei der Verwendungals Fundament können die Module dabei beispielsweise eine Dickevon ca. 20-50cm, eine Breite von ca. 50-100cm und eine Länge von20-300cm aufweisen. Bei derartigen Abmessungen können mehrereBauelemente sodann zu einem Streifenfundament für ein Wohngebäu¬de zusammengesetzt werden, ohne - wie dies bei Verwendung einesBetonspeichers erforderlich ist - vor Ort einen hohen Personal¬aufwand zwecks Schalung, Legung des Stahlgeflechts, Verrohrung,Gießens und Nacharbeitens zu bedingen. Es können somit durchden modularen Aufbau kompakte Bauelemente, insbesondere zur Aus¬gestaltung eines Streifenfundaments, angeboten werden. Selbst¬verständlich ist es aber auch möglich, mit einem einzelnen ent¬sprechend dimensionierten Modul, eine vollständige Fundament¬platte herzustellen.
Sofern hingegen an Stelle einer lastenaufnehmenden Tragschichteine Isolationsschicht vorgesehen ist, kann das Bauelement alsHeiz- oder Kühlmodul beispielsweise unmittelbar als Fußbodenele¬ment zum Einsatz gelangen. Bei der Verlegung wird sodann dieIsolationsschicht nach unten in Richtung zu der darunter ange¬ordneten Fundamentplatte angeordnet, auf welche sodann die Wär¬meleitschicht folgt, an welche die aus Naturstein gebildete Wär¬mespeicherschicht folgt. Selbstverständlich kann die Wärmespei¬cherschicht jedoch nicht nur zur Speicherung eines erhöhten Tem¬peraturniveaus herangezogen werden, sondern ebenfalls auch zurAufrechterhaltung eines geringeren Temperaturniveaus als die Um¬gebung, sofern durch die Wärmeleitschicht ein gegenüber der Um¬gebungstemperatur kühles Medium geführt wird.
In diesem Zusammenhang hat es sich als günstig erwiesen, wennals Isolationsschicht ein geschäumtes Polystyrolmaterial, insbe¬sondere grobporiger extrudierter Polystyrol-Hartschaum (EPS) o-der feinporiger extrudierter Polystyrol-Hartschaum (XPS), vorge¬sehen ist.
Hinsichtlich einer möglichst guten Wärmeübertragung ist es wei¬terhin vorteilhaft, wenn in der Wärmleitschicht das Leitungsele¬ment in einem Wärmeübertragungselement aufgenommen ist. Um dieEPD niedrig zu halten, ist es weiters vorteilhaft, wenn das Wär¬ meübertragungselement im Wesentlichen aus einem pulverförmigenNaturstein, vorzugsweise dem gleichen Naturstein wie die Wärme¬speicherschicht, besteht. Hierbei kann somit zur Einbettung desLeitungselements auf ein in der Natursteinverarbeitung anfallen¬des Abfallprodukt zurückgegriffen werden, sodass die EPD niedriggehalten wird. Zwecks Einbettung des Leitungselements zwischeneiner Wärmespeicherschicht und vorzugsweise einer Trag- bzw.Isolationsschicht ist es insbesondere günstig, wenn der pulver¬förmige Naturstein zumindest teilweise eine Körnung zwischen30ym und 250ym aufweist. Gegebenenfalls ist es auch denkbar,dass vergleichsweise grobkörniges Material von einer Körnung vonbis zu ca. 4mm zu dem pulverförmigen Natursteinmaterial zuge¬mischt wird.
Zur Ausgestaltung eines kompakten, insbesondere auch zurLastübertragung geeigneten Bauelements ist es weiterhin günstig,wenn in der Wärmeleitschicht das Wärmeübertragungselement zumin¬dest an zwei Längsseiten von einem Abschnitt aus Naturstein,vorzugsweise dem gleichen Naturstein wie die Wärmespeicher¬schicht, begrenzt ist.
Um die EPD gering zu halten ist es weiterhin von Vorteil, wenndie Wärmleitschicht und Wärmespeicherschicht und gegebenenfallsdie Trag- bzw. Isolationsschicht vorzugsweise über einen organi¬schen Steinkleber miteinander verklebt sind.
Sofern die Wärmespeicherschicht und eine Tragschicht aus Natur¬stein derart dimensioniert sind, dass das Bauelement oder mehre¬re streifenförmig angeordnete Bauelemente als Fundament ausge¬bildet sind, kann auf einfache und rasche Weise vor Ort ein Fun¬dament für ein Wohngebäude hergestellt werden.
Bei einer entsprechenden Dimensionierung kann so ein Jahresener¬giespeicher ausgebildet werden. Überschüssige Wärmeenergie wirdin der Wärmespeicherschicht gespeichert und steht bei Bedarf zurVerfügung. Bei entsprechender Ausgestaltung und einem ausgewoge¬nen Verhältnis von herkömmlichen, möglichst ökologischen Bau¬stoffen kann so ein optimales Raumklima geschaffen werden ohneden massiven Einsatz von umweltbelastenden Dämmstoffen.
Sofern das Bauelement im Außenbereich eingesetzt wird, d.h. Son¬neneinstrahlung ausgesetzt wird, ist es insbesondere von Vor¬teil, wenn als Wärmespeicherschicht eine Naturstein mit einemmittleren Absorptionsgrad für Sonneneinstrahlung von zumindest0,70, vorzugsweise größer 0,85, vorgesehen ist. In diesem Fallkann mit Hilfe des Bauelements auf einfache und effiziente Weisethermische Energie für die Warmwasseraufbereitung gewonnen wer¬den. Das Bauelement kann hier beispielsweise rund um ein Wohn¬haus im Bereich der üblicherweise gepflasterten Flächen, d.h.insbesondere als Gehweg, Fahrweg, für eine Garageneinfahrt oderdgl., verwendet werden. Aufgrund des besonders dunklen Gesteinsmit einem Absorptionsgrad von zumindest 0,70, beispielsweiseGebhartser, heizt sich das Naturgestein besonders stark auf, so-dass die thermische Energie dann unmittelbar oder über eine Wär¬mepumpe für die Warmwasseraufbereitung genutzt bzw. in thermi¬sche Speicher eingebracht und später genutzt werden kann. Einderartig ausgestaltetes Bauelement kann beispielsweise auch ein¬gesetzt werden um Pflasterflächen im Winter eis- und schneefreizu halten. Die Wärmeenergie kann hierfür im Winter über Erdwärmeund eine Wärmepumpe zur Verfügung gestellt werden. Darüberhinauskann ein derartiges vergleichsweise dunkles Naturgestein aufwei¬sendes Bauelement auch an der Fassade von Gebäuden angebrachtwerden. Schon jetzt ist es durchaus üblich, Natursteinplatten,insbesondere Granitplatten, zur optisch ansprechenden Ausgestal¬tung von Fassadenflächen bei Geschäfts- und Bürogebäuden einzu¬setzen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Bauelements kann sodanneine bisher ungenutzte Fassadenfläche für die Gewinnung thermi¬scher Energie genutzt werden.
Das Verfahren der eingangs angeführten Art ist dadurch gekenn¬zeichnet, dass eine Wärmeleitschicht, in welcher eine ein wärme¬leitendes Medium aufnehmendes Leitungselement aufgenommen ist,an einer Breitseite mit einer Wärmespeicherschicht aus einem Na¬turstein und an der gegenüberliegenden Breite mit Trag- bzw.Isolationsschicht verbunden, vorzugsweise verklebt, wird, bevordas vorgefertigten Bauelement an eine Baustelle transportiertwird.
Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sichim Wesentlichen die gleichen Vorteile bzw. Effekte wie im Zusam¬ menhang mit dem vorstehend bereits beschriebenen erfindungsgemä¬ßen Bauelements, sodass zwecks Vermeidung von Wiederholungen aufvorstehende Ausführungen verwiesen wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausfüh¬rungsbeispiels, auf das sie jedoch nicht näher beschränkt seinsoll, noch näher erläutert. Im Einzelnen zeigen in den Zeichnun¬gen :
Fig. 1 eine Schnittansicht eines als tragendes Element ausgebil¬deten Bauelements,
Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf das Bauele¬ment gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines mit einer Isolationsschichtversehenen Bauelements, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung unterschiedlicher Anwen¬dungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Bauelements.
In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 ist der Aufbau einesinsbesondere zum Einsatz als Fundament geeigneten erfindungsge¬mäßen Bauelements 1 gezeigt.
Hierbei ist ersichtlich, dass das Leitungselement 2 in Form ei¬ner Rohrleitung zwischen einer Wärmespeicherschicht 3 und einerTragschicht 4 aufgenommen ist.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen sowohl die Wärme¬speicherschicht 3 als auch die Tragschicht 4 aus einem Granitma¬terial, welches insbesondere zu einem Bauelement mit einer nied¬rigen EPD, d.h. einer besonders nachhaltigen Ausgestaltung,führt.
Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Tragschicht 4 nichtnur aufgrund der hohen mechanischen Belastbarkeit von Granit alsTragelement eingesetzt werden, sondern die Tragschicht 4 über¬nimmt vorteilhafterweise zugleich auch wärmespeichernde Funkti¬on. Ebenso übernimmt das Wärmespeicherelement 3 einer derartigen
Ausgestaltung zugleich auch eine tragende Funktion.
Zwischen Wärmespeicher- und Trageschicht 3, 4 ist erfindungsge¬mäß die die Rohrleitung umfassende Wärmeleitschicht 5 vorgese¬hen. Das Leitungselement 2 ist zur Aufnahme eines wärmeleitendenMediums, insbesondere von Wasser, ausgebildet. Zur Ausbildungeines Fundaments, d.h. eine hohe Last aufnehmenden Bauelements,ist die Wärmeleitschicht 4 zumindest an zwei seitlichen Rändernebenfalls mit im Wesentlichen streifenförmig ausgebildeten Trag¬schichtabschnitten 4' versehen.
Wie insbesondere in der teilweise aufgebrochenen Draufsicht ge¬mäß Fig. 2 ersichtlich, ist das Leitungselement 2 derart ausge¬bildet, dass es mit einem Einlass 7 und einem Auslass 8 versehenist, über welche eine Verbindung mit einem weiteren Bauelementen1 bzw. eine Zu- bzw. Abfuhr zu einer Wärmepumpe bzw. einer Wär¬mequelle, Kältequelle erfolgt.
Zur Ausbildung eines Wärmeübertragungselements 5', in welchemdas Leitungselement 2 aufgenommen ist, ist wiederum hinsichtlicheiner möglichst nachhaltigen ökologischen Ausgestaltung des Bau¬elements ein pulverförmiger Naturstein 6, vorzugsweise Granit,vorgesehen, welches hinsichtlich Wärmespeicherung sehr vorteil¬haft ist. Hierbei ist eine Körnung zwischen 30ym und ca. 250ymdes pulverförmigen Natursteins vorteilhaft, wobei auch gröbereMaterialanteile mit einer Körnung von bis zu 4mm beigemischtwerden können.
Weiters ist in Fig. 2 ersichtlich, dass nach dem Ein- bzw. vordem Auslass 7, 8 die Rohrleitung verzweigt ist, um eine flächigeVerteilung des wärmeleitenden Mediums über die plattenförmigenGranitelemente 3, 4 zu erzielen.
Aufgrund der Vorfertigung des Bauelements 1 in einer betriebli¬chen Produktion ist es auf der Baustelle sodann lediglich erfor¬derlich die Bauelemente 1 mit einem Kran von einem Transport¬fahrzeug herab zu heben und die Leitungselemente 2 miteinanderzu verbinden.
In Fig. 3 ist eine alternative Ausgestaltung des Bauelements vorgesehen, welches nicht als tragendes (Fundament-)Element aus¬gebildet ist, sondern insbesondere als Heiz-/Kühlmodul bzw. auchals Solarmodul eingesetzt werden kann.
Hierbei ist wiederum als Wärmespeicherschicht 3 ein Naturstein,insbesondere Granit, vorgesehen, welcher demzufolge zur Wärmeab¬gabe bzw. -aufnähme vorgesehen ist. An die Wärmespeicherschicht3 schließt erfindungsgemäß die Wärmeleitschicht 5 an, in welcherwiederum ein Leitungselement 2 aufgenommen ist.
Um dieses Bauelement 1 insbesondere von einer kühlen Umgebung,d.h. einem kühlen Untergrund, thermisch zu trennen ist unterhalbder Wärmeleitschicht 5 eine Isolationsschicht 9 vorgesehen. DieIsolationsschicht 9 kann hierbei insbesondere aus geschäumtemPolystyrolmaterial, beispielsweise grobporigem extrudierten Po-lystyrol-Hartschaum (EPS) oder feinporigem extrudierten Polysty¬rol-Hartschaum (XPS), bestehen. Selbstverständlich sind jedochauch andere, die EPD möglichst niedrig haltende, Isolationsmate¬rialen denkbar.
In Fig. 4 sind schematisch die unterschiedlichen Einsatzmöglich¬keiten des erfindungsgemäßen Bauelements mit einer niedrigen EPDgezeigt, wobei hier die Ausbildung eines Streifenfundaments 10aus parallel zueinander angeordneten Bauelementen 1 ersichtlichist. Über dem Streifenfundament 10 sind zudem als Boden-Heiz- und/derKühlmodul ausgebildete Bauelemente 1 angeordnet, wobei diesesauch integrativ mit dem als Fundament ausgebildeten Bauelement 1bereits in der Vorfertigung ausgebildet werden können.
Darüber hinaus sind im Außenbereich Bauelemente 1 mit dem inFig. 3 dargestellten Aufbau ersichtlich, wobei hier ein beson¬ders dunkler Naturstein, insbesondere Gebhartser, mit einemmittleren Absorptionsgrad von zumindest 0,70 vorgesehen ist, so-dass ein hohe Absorption der Sonneneinstrahlung erzielt wird unddemzufolge die thermische Effizienz dieser Solarmodule verbes¬sert wird.
Claims (15)
- Patentansprüche: 1. Bauelement (1) mit einem schichtförmigen Aufbau, wobei zumin¬dest eine Wärmeleitschicht (5) vorgesehen ist, in welcher einezur Aufnahme eines wärmeleitenden Mediums vorgesehenes Leitungs¬element (2) aufgenommen ist, und an die Wärmleitschicht (5) eineWärmespeicherschicht (3) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dassdie Wärmespeicherschicht (3) einen Naturstein aufweist.
- 2. Bauelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alsWärmespeicherschicht (3) ein plattenförmiger Naturstein vorgese¬hen ist.
- 3. Bauelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdass als Wärmespeicherschicht ein plattenförmiger Natursteinkör¬per vorgesehen ist, der im Wesentlichen aus verdichteten Natur¬steinen besteht.
- 4. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬zeichnet, dass als Naturstein ein magmatisches Gestein, vorzugs¬weise plutonitisches Gestein, insbesondere Granit, vorgesehenenist.
- 5. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬zeichnet, dass die Wärmeleitschicht (5) zwischen der Wärmespei¬cherschicht (3) und einer Trag- bzw. Isolationsschicht (4, 9)angeordnet ist.
- 6. Bauelement gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass alsTragschicht (4) eine weitere, Naturstein aufweisende Schichtvorgesehen ist.
- 6. Bauelement gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass alsIsolationsschicht (9) ein geschäumtes Polystyrolmaterial, insbe¬sondere grobporiger extrudierter Polystyrol-Hartschaum (EPS) o-der feinporiger extrudierter Polystyrol-Hartschaum (XPS), vorge¬sehen ist.
- 8. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬zeichnet, dass in der Wärmleitschicht (5) das Leitungselement (2) in einem Wärmeübertragungselement (5') aufgenommen ist.
- 9. Bauelement gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dasWärmeübertragungselement (5') im Wesentlichen aus einem pulver¬förmigen Naturstein, vorzugsweise dem gleichen Naturstein wiedie Wärmespeicherschicht (3), besteht.
- 10. Bauelement gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dassder pulverförmige Naturstein (6) zumindest teilweise eine Kör¬nung zwischen 30 und 250ym aufweist.
- 11. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge¬kennzeichnet, dass in der Wärmeleitschicht (5) das Wärmeübertra¬gungselement (5') zumindest an zwei Längsseiten von einem Ab¬schnitt (4') aus Naturstein, vorzugsweise dem gleichen Natur¬stein wie die Wärmespeicherschicht, begrenzt ist.
- 12. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Wärmeleitschicht (5) und Wärmespeicher¬schicht (3) und gegebenenfalls die Trag- bzw. Isolationsschicht(4, 9) vorzugsweise über einen organischen Steinkleber miteinan¬der verklebt sind.
- 13. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge¬kennzeichnet, dass die Wärmespeicherschicht (3) und eine Trag¬schicht (4) aus Naturstein derart dimensioniert sind, dass dasBauelement (1) oder mehrere streifenförmig angeordnete Bauele¬mente (1) als Fundament ausgebildet sind.
- 14. Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge¬kennzeichnet, dass als Wärmespeicherschicht (3) ein Natursteinmit einem mittleren Absorptionsgrad für Sonneneinstrahlung vonzumindest 0,70, vorzugsweise größer 0,85, vorgesehen ist.
- 15. Verfahren zur Herstellung eines in einer Betriebsstätte vor¬gefertigten Bauelements (1) mit einem schichtförmigen Aufbau,dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmeleitschicht (5) , in wel¬cher eine ein wärmeleitendes Medium aufnehmendes Leitungselement(2) aufgenommen ist, an einer Breitseite mit einer Wärmespei¬cherschicht (3) aus einem Naturstein und an der gegenüberliegen¬ den Breite mit Trag- bzw. Isolationsschicht (4; 9) verbunden,vorzugsweise verklebt, wird, bevor das vorgefertigten Bauelement(1) an eine Baustelle transportiert wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50808/2013A AT514922B1 (de) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | Bauelement mit einem schichtförmigen Aufbau |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50808/2013A AT514922B1 (de) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | Bauelement mit einem schichtförmigen Aufbau |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT514922B1 AT514922B1 (de) | 2015-05-15 |
| AT514922A4 true AT514922A4 (de) | 2015-05-15 |
Family
ID=53029066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA50808/2013A AT514922B1 (de) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | Bauelement mit einem schichtförmigen Aufbau |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT514922B1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025029917A1 (en) * | 2023-08-01 | 2025-02-06 | Electrified Thermal Solutions, Inc. | Electrically conductive brick assembly |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4257481A (en) * | 1975-06-05 | 1981-03-24 | Dobson Michael J | Cement panel heat exchangers |
| EP0025959A1 (de) * | 1979-09-17 | 1981-04-01 | Knappe, Ilona | Verfahren zur Herstellung einer Steinplatte für eine Flächenheizung |
| CH656451A5 (en) * | 1982-02-25 | 1986-06-30 | Steiner Silidur Ag | Solar collector, process for production and use of the solar collector |
| DE29613092U1 (de) * | 1996-07-29 | 1997-11-27 | Silbernagel, Peter, 48607 Ochtrup | Stein-Heizkörper |
| BE1011072A3 (fr) * | 1997-03-27 | 1999-04-06 | Gillet S A | Element de construction prefabrique et son procede de fabrication. |
| US20090139689A1 (en) * | 2006-09-20 | 2009-06-04 | Doo Nyun Kim | Side panel for heating room and construction process |
-
2013
- 2013-12-05 AT ATA50808/2013A patent/AT514922B1/de not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4257481A (en) * | 1975-06-05 | 1981-03-24 | Dobson Michael J | Cement panel heat exchangers |
| EP0025959A1 (de) * | 1979-09-17 | 1981-04-01 | Knappe, Ilona | Verfahren zur Herstellung einer Steinplatte für eine Flächenheizung |
| CH656451A5 (en) * | 1982-02-25 | 1986-06-30 | Steiner Silidur Ag | Solar collector, process for production and use of the solar collector |
| DE29613092U1 (de) * | 1996-07-29 | 1997-11-27 | Silbernagel, Peter, 48607 Ochtrup | Stein-Heizkörper |
| BE1011072A3 (fr) * | 1997-03-27 | 1999-04-06 | Gillet S A | Element de construction prefabrique et son procede de fabrication. |
| US20090139689A1 (en) * | 2006-09-20 | 2009-06-04 | Doo Nyun Kim | Side panel for heating room and construction process |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025029917A1 (en) * | 2023-08-01 | 2025-02-06 | Electrified Thermal Solutions, Inc. | Electrically conductive brick assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT514922B1 (de) | 2015-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sánchez-Reséndiz et al. | Experimental assessment of the thermal behavior of a living wall system in semi-arid environments of central Mexico | |
| CN202718022U (zh) | 一种装配式预应力混凝土路面 | |
| CN110117965A (zh) | 一种拼装式锚拉挡土墙及方法 | |
| DE202015003692U1 (de) | Bogenhaus | |
| DE202013012424U1 (de) | Wärmespeichernder Bodenbelag und Speicherplatte hierfür | |
| AT506563A2 (de) | Pufferspeicher für den wärmeträger zumindest eines wärmeverbrauchers | |
| AT514922A4 (de) | Bauelement mit einem schichtförmigen Aufbau | |
| DE202008004897U1 (de) | Pufferspeicher für den Wärmeträger zumindest eines Wärmeverbrauchers, insbesondere Warmwasserspeicher eines Mehrfamilienhauses | |
| DE3017223A1 (de) | Klimaanlage fuer wohnhaeuser | |
| CN101818584A (zh) | 保温防雷抗震房 | |
| DE102011121036A1 (de) | Schnellerrichtbare Fahrbahnüberdachung mit Solargeneratoren und Niederschlagssammler | |
| EP0903439B1 (de) | Verkehrsweg, insbesondere für Kraftfahrzeuge | |
| CN202598918U (zh) | 一种地埋储热集装箱 | |
| CN206554097U (zh) | 一种高效施工的挡土结构 | |
| DE102006036540A1 (de) | Anordnung zur Gründung eines Bauwerks mit vorgefertigten Bauelementen | |
| CN203531172U (zh) | 一种装配式日光温室太阳能自主蓄放热后墙 | |
| DE102004023268B4 (de) | Bausystem | |
| AT527517B1 (de) | Anordnung zur begrünten Retention von Niederschlagswasser | |
| DE202009001205U1 (de) | Wärmedämmende Großflächenkollektoranlage | |
| DE202025100921U1 (de) | Trigonal-Modulares Wohnhaus und dessen Komponenten | |
| AT506610B1 (de) | Bewehrungsgitter für einen baukörper | |
| Halilaj | Zero Energy Office Building Design and Management | |
| CN103461146B (zh) | 一种藏绵羊巷道圈的修建方法 | |
| DE102006020231A1 (de) | Thermo-Energie-Versorgungsanlage zur Temperierung von Heiz-, Kühl- und/oder Brauchwasser-Kreisläufen in Gebäuden | |
| CN212358897U (zh) | 一种便于防水卷材铺垫装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20181205 |