CH658280A5

CH658280A5 - Wandbauelement fuer eine absorber-aussenwand.

Info

Publication number: CH658280A5
Application number: CH4030/82A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Bannasch; Klaus F Lippe; Klaus Schmidt; Franz Dr-Ing Bogdanski
Original assignee: Ytong Ag
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1982-07-01
Publication date: 1986-10-31
Also published as: ATA137882A; DE3205537A1; AT378023B

Description

Die Erfindung betrifft ein Wandbauelement für eine Ab-sorber-Aussenwand eines Gebäudes, wobei das Wandbauelement einen Stein aus porigem Material aufweist, welcher in seinem äusseren Oberflächenbereich Kanäle für ein Wärmeträgermedium besitzt.

In der DE-PS 29 16 799 ist ein Bauteil aus Blähton beschrieben, das ohne Rohre das Wärmeträgermedium führt und bei dem der Oberflächenbereich eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als weiter innen liegende Steinbereiche. Schwierig ist die Abdichtung der Kanäle.

Es ist bekannt, eine Absorber-Aussenwand (Energiefassade) aus Beton aufzubauen, wobei in den Beton Schläuche eingebettet sind, durch die Wärmeträgermedium einer Wärmepumpenanlage geführt ist. Die für das Gebäude notwendige Wärmeisolierung der Betonwand erfolgt durch einen mehrschaligen Wandaufbau. Beispielsweise liegt aussen die die Schläuche enthaltende Betonschicht; an diese schliesst sich eine Wärmeisolierschicht und an diese eine innere Betonschicht an. Im Absorberbetrieb sammelt sich zwangsläufig in der Betonschicht Feuchtigkeit, welche einfrieren kann und 5 damit die Gefahr von Frostschäden mit sich bringt.

Bei einer anderen Energiefassade ist vor der eigentlichen Gebäudewand eine hinterlüftete Metallabsorberfläche befestigt. Diese Konstruktion ist aufwendig und beschränkt die optischen Gestaltungsmöglichkeiten der Wand.

10 Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wandbauelement der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das einerseits als Wandbaustein wärmeisolierend und andererseits als Absorberträger geeignet ist, wobei insbesondere nicht die Gefahr von Frostschäden besteht.

i5 Erfindungsgemäss ist die obige Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Ein poriges Steinmaterial, wie Gasbeton, hat die für Gebäude notwendigen Wärmeisolationseigenschaften. Das 20 Rohrregister lässt sich in einen Wärmeträgerkreis einer Wärmepumpenanlage schalten. Der Mörtel hält einerseits das Rohrregister an dem Wandbauelement. Andererseits deckt er es sichtseitig ab, so dass die sichtseitige Oberflächengestaltung der Absorberwand frei gestaltet werden kann. Die Wärmeleit-25 fähigkeit des Mörtels ist höher als die des Steinmaterials.

Als Mörtel eignet sich beispielsweise ein vergüteter Mörtel mit Glasfaserarmierung, wie er in dem DE-GM 78 37 214 beschrieben ist.

Durch die Erfindung ist ein Wandbauelement geschaffen, 30 das einerseits die statischen und bauphysikalischen Anforderungen erfüllt und das andererseits das bzw. einen Teil des als Absorber arbeitenden Rohrregisters aufnimmt. Dies ist überraschend. Denn an sich ist anzunehmen, dass poriges Material, wie beispielsweise Gasbeton, sich während des Absorber-35 betriebes mit Feuchtigkeit füllt und deshalb dann mit Frostschäden zu rechnen wäre. Im übrigen wäre an sich zu erwarten, dass sich poriges Material als Träger eines Absorber-Rohrregisters schon aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit nicht eignet.

40 Überraschend wurde gefunden, dass trotz dieser entgegenstehenden Überlegungen mit dem erfindungsgemässen Wandbauelement eine Absorber-Aussenwand zu schaffen ist, die einen leistungsfähigen Absorber darstellt, aus welchem bei einem vertretbaren Rohrabstand eine Leistung von wenigstens 45 15 W/m2K zu ziehen ist.

Besonders günstig wirkt sich bei der Erfindung folgendes aus:

a) Das Rohrregister liegt - im Gegensatz zu Rohren in einer Betonschicht - unmittelbar an der äusseren Oberfläche so des Wandbauelements.

b) Die das Rohrregister in das Wandbauelement einbettende Mörtelschicht erhöht den Wirkungsgrad der Absorberwand. Sie hält auch die Temperaturdifferenz zwischen der äussersten Oberfläche und dem Rohrregister gering.

55 c) Die Mörtelschicht nimmt aufgrund ihrer Festigkeit die im Rohrregister auftretenden mechanischen Spannungen auf.

d) Die im Bereich des Rohrregisters erfolgende Durchfeuchtung des porigen Steinmaterials führt zu einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit und damit zu einer Verbesserung des

60 Wirkungsgrades.

e) Die in der Umgebung des Rohrregisters im Absorberbetrieb unter 0 "C einfrierende Feuchtigkeit erhöht ebenfalls die Wärmeleitfähigkeit zwischen der Aussenfläche und dem Rohrregister und damit den Wirkungsgrad des Absorbers,

es ohne die Wärmeisolierung merklich herabzusetzen.

f) Ein Einfrieren der Feuchtigkeit im Wandbauelement hat aufgrund dessen Porigkeit nicht zur Folge, dass das Steinmaterial durch Frost zerstört wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 ein Wandbauelement im Querschnitt,

Figur 2 eine Ansicht des Wandbauelements nach Figur 1, unverputzt,

Figur 3 den Querschnitt eines weiteren Wandbauelements und

Figur 4 eine Ansicht des Wandbauelements nach Figur 3, unverputzt.

Das Wandbauelement besteht beispielsweise aus einem Gasbetonstein 1, an dessen aussenseitige Oberfläche 2 ein Rohrregister 3 aufgebracht ist. Das Rohrregister 3 ist mittels einer Mörtelschicht 4 am Gasbetonstein 1 gehalten. Die Mörtelschicht 4 besteht beispielsweise aus einem vergüteten Mörtel mit Glasfaserarmierung, wie er in dem DE-GM 78 37 214 beschrieben ist. Auf den Mörtel ist eine Deckbeschichtung 5 aus Acrylat oder ein dünner, mineralischer, hydrophobierter Verputz aufgebracht.

Dampfdiffusionsberechnungen für ein solches Wandbauelement mit der äusseren Beschichtung mit hohem Dampfdiffusionswiderstand und Hydrophobierung zeigen, dass sich die Feuchtigkeit nicht über mehrere Heizperioden im Wandbauelement sammeln. Vielmehr erfolgt während der Stillstandszeiten der dem Wandbauelement Wärme entziehenden Wärmepumpe eine Austrocknung der in der Heizperiode anfallenden Feuchtigkeit. Das während der Heizperioden in dem Wandbauelement anfallende und bei niedrigeren Temperaturen gefrierende ICondenswasser führt nicht zu Frostschäden, da die Poren des Gasbetonsteins 1 die beim Ausfrieren des Kondenswassers auftretende Volumenvergrösserung von Wasser zu Eis aufnehmen, so dass die Volumen vergrösserung keine das Wandbauelement zerstörende Sprengkräfte entwickelt.

Dies zeigen einerseits Versuche und andererseits folgende Berechnung:

Ein Gasbetonbaustein mit einer Rohdichte von 0,5 g/cm3 hat beispielsweise ein Porenvolumen von etwa 80%, d.h. es stehen etwa 0,8 cm3/cm3 Poren zur Verfügung. Nimmt man an, dass der Gasbetonbaustein bei üblicher Feuchte zu 0,175 cm3/cm3 mit Wasser befüllt ist und geht man davon aus, dass im Absorberbetrieb etwa 1,6 kg/m2 mit einer Dicke von

658 280

1 cm kondensieren, dann ergibt sich eine Wasserfüllung des Gasbetonbausteins von etwa 0,335 cm3/cm3 im Oberflächenbereich des Gasbetonbausteins. Dies entspricht einem Porenfüllungsgrad von etwa 42%. Erfahrungsgemäss erleidet ein Gasbetonbaustein bei einem Porenfüllungsgrad in dieser Grössenordnung keine Frostschäden. Dies zeigt, dass der Gasbetonbaustein beträchtliche Mengen von Kondenswasser aufnehmen kann, ohne - selbst bei Frost - beschädigt zu werden. Es können also grosse Temperaturunterschiede zwischen der Umgebungsluft und dem Rohrregister in Kauf genommen werden. Dies hat den Vorteil, dass mit kleinen Rohrregi-ster-Absorberflächen gearbeitet werden kann. Unter Berücksichtigung der vom Rohrregister gespeisten Wärmepumpe lässt sich damit eine im Installationsaufwand und im Betrieb wirtschaftliche Absorberwand aufbauen.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 2 ist das Rohrregister 3 in Form von haarnadelförmig gebogenen Rohrstücken 3' auf die aussenseitige Oberfläche 2 aufge-mörtelt. Die Rohrstücke 3' sind oben über ein Vorlaufsammeirohr 6 und ein Rücklaufsammelrohr 7 verbunden. Diese Rohre 6 und 7 überragen den Gasbetonbaustein 1 nicht. Die Rohre 6 und 7 nebeneinander gemauerter Gasbetonsteine 1 können damit einfach miteinander verbunden werden.

Die Rohrstücke 3', 6 und 7 sind beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 wellenartig überputzt und die Wellenform bietet eine im Vergleich zu einem glatten Abschluss nach Figur 3 grosse Oberfläche, womit ein guter Wärmeübergang erreicht ist. Andererseits wird durch die Wellenform die zwangsläufig zwischen wärmeren und kälteren Bereichen unterschiedliche Verschmutzung in ihrem optischen Eindruck unterdrückt.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 weist der Gasbetonstein 1 Rillen Y auf, in die das Rohrregister 3 eingesenkt und eingemörtelt ist. Die Sammelrohre 6 und 7 sind hier oben bzw. unten angeordnet.

Um die Sammelrohre 6 und 7 sichtseitig nicht über den Gasbetonstein 1 überstehen zu lassen, weist dieser entsprechende Aussparungen auf.

Die Rohrstücke 3' des Rohrregisters 3 können mittels eines in die Mörtelschicht 4 eingebetteten Lochbleches miteinander verbunden sein. Dies verbessert die Wärmeübertragung, ohne die Einbettung des Rohrregisters 3 zu behindern.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

c

1 Blatt Zeichnung

Claims

658 280 -> PATENTANSPRÜCHE

( 1 ') des Steines ( 1 ) mit dem Mörtel (4) eingebettet ist.

1. Wandbauelement für eine Absorber-Aussenwand eines Gebäudes, wobei das Wandbauelement einen Stein (1) aus porigem Material aufweist, welcher in seinem äusseren Ober-flächenbereich (2) Kanäle für ein Wärmeträgermedium besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle von einem Rohrregister (3) gebildet sind, das mittels eines wärmeleitenden Mörtels (4) an dem äusseren Oberflächenbereich (2) befestigt und nach aussen abgedeckt ist, und dass die Poren des Steines (1) derart ausgebildet sind, dass sie aussen am Rohrregister (3) entstehende Feuchtigkeit aufnehmen können.
2. Wandbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren des Steines (1) wenigstens 70% des Volumens des Wandbauelements einnehmen.
3. Wandbauelement nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das porige Material Gasbeton mit einer Rohrdichte von höchstens 0,65 g/cm3 ist.
4. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mörtel (4) glasfaserverstärkt ist.
5. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Mörtelschicht (4) eine wasserdampfdurchlässige Deckschicht (5) aufgebracht ist.
6. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Mörtelschicht (4) als Deckschicht (5) ein mineralischer, hydrophobierter Verputz aufgebracht ist.
7. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (3') des Rohrregisters (3) mittels eines Lochbleches wärmeleitend verbunden sind.
8. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrregister (3) aus haar-nadelförmig gebogenen Rohrstücken (3') besteht, die oben in zwei Sammelleitungen (6,7) münden.
9. Wandbauelement nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Aussparungen für die Sammelleitungen (6,7).
10. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sammelleitungen (6,7) den Stein (1) seitlich nicht überragen.
11. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrregister (3) in Rillen
12. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrregister (3) auf die Oberfläche (2) des Steines (1) aufgemörtelt ist.
13. Wandbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur der Mörtelschicht (4) und der Deckschicht (5) wellenförmig den Rohrstücken (3') des Rohrregisters (3) folgt.