CH699655A1

CH699655A1 - Vorrichtung zum Zurückhalten aufsteigender Warmluft.

Info

Publication number: CH699655A1
Application number: CH01613/08A
Authority: CH
Inventors: Giorgio Morandini
Original assignee: Oekag Wassertechnik Schweiz Ag
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-04-15
Also published as: EP2175207A1; PL2175207T3; EP2175207B1; DK2175207T3

Abstract

Die Verschlussklappe (7) verhindert das Aufsteigen und Entweichen von Wärme in Gestalt eines Warmluftpfropfens in Dunstrohren, Kanälen oder Fallrohren und besteht aus einem Flächengebilde (11) mit darin durch Stanzen oder Schneiden erzeugten Verschlussmitteln (19). Durch Über-/Unterdruck auf einer Verschlussklappe (7) kann das Verschlussmittel herausgebogen und Luft oder Wasser durchtreten lassen. Der Wiederverschluss erfolgt durch elastische Rückstellung.

Description

CH 699 655 A1

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zurückhalten aufsteigender Warmluft und aufsteigender Kanalgase in Rohren oder Kanälen in Gebäudehüllen-Durchbrüchen gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Rohre und Kanäle der Haustechnik sowie Flachdachabläufe werden in der Regel offen vom erwärmten Innenraum nach aussen geführt. Das Innenraumklima erwärmt die Luftsäule im Roh rinnern durch Wärmetransmission und lässt diese durch Konvektion aufsteigen und in die Umgebung entweichen. Der Energieverlust eines Sanitärdunstrohres mit einem Durchmesser von 110 mm während einer Heizperiode beträgt für ein Einfamilienhaus zwischen 50-100 Liter Heizöläquivalente.

[0003] Mit der offenen Fallstrangführung und einem Dunstrohr über Dach werden Unterdrück- oder Überdruckzustände, wie sie in Kanalisationssystemen auftreten, verhindert. Unterdruck würde die Siphonierung behindern (den Sperrwasserstand herausziehen) und Kanalgase könnten mit Überdruck in den Sanitärraum geraten.

[0004] Auch bei durch die Dachisolation geführten Dachgullys hat man das thermische Leck durch den Warmluftaustrag bis jetzt unterschätzt oder sogar nicht beachtet. Ein solches Rohr kann pro Heizperiode Transmissionsverluste von bis zu 100-140 Liter Heizöläquivalente verursachen. Dachgullys werden in der Regel offen nur mit einem Laubfanggitter versehen montiert. Das Innenraumklima erwärmt die Luftsäule im Rohrinnern durch Wärmetransmission und lässt diese durch Konvektion aufsteigen und in die Umgebung entweichen. Das Regenfallrohr penetriert die Dachisolation wie ein Kamin und verbindet das Innenraumklima mit der Aussenluft. Besonders mit der zunehmenden Isolationsstärke der Gebäudehülle wird das Energieverlust-Potential grösser. Speziell die weitverbreiteten Unterdruckentwässerungssysteme ermöglichen das weitgehend gefälllose Verlegen der Regenfallleitungen im Gebäudeinnern. Die warmseitige Rohrabwicklung wird dadurch vergrössert und damit wird auch der Transmissionsverlust entsprechend grösser. Solche Leitungen werden stan-dardmässig nur mit minimaler Schwitzwasserisolation in einer Dicke von 1-2 cm versehen.

[0005] Vergleichbare Energieverlustquellen sind nach aussen führende Ventilationskanäle für die Raumbe- und -entlüftung im Ruhezustand und mit undichten Schliessvorrichtungen. In Mehrfamilienhäusern werden innenliegende Räume einzeln mit Ventilatoren entlüftet. Seit ca. dreissig Jahren sind Unterdruckventile als Ersatz für offene Sanitärdunstrohre im Einsatz. Diese Ventile werden im Gebäudeinnern auf die Fallstränge aufgesetzt. Bei Unterdruck im Fallstrang öffnet sich eine Klappe und Raumluft wird eingesaugt. Diese Ventile sind Einwegventile, weil sie nur den Unterdruck entspannen und sich sofort wieder verschliessen. Überdruck im Kanalisationssystem kann nicht mehr entweichen. Aus diesem Grunde sind sie nicht überall einzulassen. In gewissen Fällen muss deshalb die Kanalisation beim Hauptstrang über Dach entlüftet werden.

[0006] Geruchsbelästigung durch hochsteigende Kanalisations-Entlüftungen aus Sanitärdunstrohren in der Nähe von Terrassen, Baikonen oder Dachlaubenfenster etc. sind an der Tagesordnung. Die nachträgliche Sanierung ist mit grossem Aufwand verbunden.

[0007] Bekannt ist auch der relativ grosse Aufwand der Kanalgasabtrennung bei Regenwasser-Fallrohranschlüssen an die Mischkanalisation. Es müssen zu diesem Zweck im Sockelbereich der Regenfallrohre siphonierte Schächte eingebaut werden. Bei mangelhafter Wartung können diese verstopfen. Mit diesem Schacht werden die Kanalgase zurückgehalten. Die aggressiven Kanalgase würden neben den üblen Gerüchen auf die metallenen Fallrohre korrosiv wirken.

[0008] Aus der WO 95/18 899 ist ein Rohrventil bekannt, das eine kreisrunde Membran aus Gummi umfasst, welche durch eine Schraube im Zentrum der Membran an einem Gitterrost befestigt ist. Durch aufsteigende warme Luft, gefördert durch einen Ventilator, kann die Membran vom Gitterrost abgehoben und so die Luft abgeblasen werden. Sobald der Ventilator ausschaltet legt sich die Membran auf den Gitterrost und schliesst die Luftsäule im Rohr nach oben ab. Das Abblasen von Luft aus Toiletten und anderen Sanitärräumen ist dadurch gewährleistet und auch die Verhinderung von dauerndem Luftaustausch aus dem Rohr. Allerdings ist es bei dieser Ausführung nicht möglich Luft anzusaugen, wenn beispielsweise die Toilettenspülung betätigt wird. Dadurch kann es vorkommen, dass sich der Syphon in der Toilette entleert und folglich Kanalgeruch aufsteigen kann. Ähnliche Vorrichtungen sind aus der US-A-4 415 415 und der US-A-6 149 516 bekannt. Aus der EP-A1 568 946 ist weiter eine Vorrichtung zum Zurückhalten aufsteigender Warmluft bekannt, bei der eine Membran sternförmig geschlitzt ist, und entlang deren Peripherie am Dunstrohr gehalten ist. Die durch die Schlitze gebildeten Kreisausschnitte können sich bei Überdruck nach oben ausbiegen und so eine Entlüftung ermöglichen. Bei Unterdruck, z.B. nach dem Spülen einer Toilette, können sich die Kreisausschnitte nach unten biegen und auf diese Weise ein Vakuum im Dunstrohr verhindern. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass kein Material für die Membran auffindbar ist, welches sich stets in die Ebene zurückbiegt und nicht durch Eigengewicht oder durch das Vakuum sukzessive durch Kriechen sowie Alterung des Materials nach unten gebogen wird und so keinen dichten Verschluss mehr ermöglicht.

[0009] Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gemacht, diese Geruchsbelästigungen, aggressiven Kanalgase und/oder den unnötigen Energieabfluss zu unterbinden.

[0010] Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0011] Die Erfindung ermöglicht es, dass die Verschlussklappe durch die Ausformung der Schlitze und die Materialbeweglichkeit der Membrane sowohl das Durchfliessen von Wasser und Ansaugen von Luft von aussen zulässt als auch nach Beendigung des Niederschlages oder Spülvorgangs sofort in die Ausgangslage zurückklappt. Bei wenig Wasser-

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fluss öffnet sich die Verschlussklappe wenig, bei grossem Wasseranfall wird die Verschlussklappe durch den Fluidfluss vollständig geöffnet.

[0012] In geschlossenem Zustand bewirkt die Verschlussklappe einen Warmluftanstau. Die Warmluft bildet unter der Verschlussklappe einen Warmluftpfropfen, der den ständigen Energiefluss durch die aufsteigende Warmluft an die Umgebung effizient unterbindet. Der Energieverlust reduziert sich auf die Oberfläche zwischen der Kaltseite der Verschlussklappe und Membrane und dem warmseitigen Warmluftpfropfen an der Verschlussklappe entstehende Auskühlung. Der Rohrquerschnittverlust ist dann vernachlässigbar. Der Warmluftstau verhindert das Einfrieren der Verschlussklappe im Winter.

[0013] Wird die Verschlussklappe in Sanitärdunstrohre eingebaut, kann Überdruck nach aussen entweichen, weil bei Drückanstieg die Verschlussklappe nach aussen gedrückt wird und der Druck entweichen kann. Nach dem Druckausgleich, der nach wenigen Sekunden hergestellt ist, schliesst sich die Verschlussklappe wieder. Wenn im Sanitärfallrohr durch abfliessendes Wasser Unterdruck entsteht, öffnet sich die Verschlussklappe, indem die Klappensegmente sich nach innen verformen und den Querschnitt schlitzförmig öffnen. Die Verschlussklappe kann mit herkömmlichen Unterdruckventilen kombiniert eingesetzt werden.

[0014] Bei einer vertikalen Anordnung dertürchenförmigen Klappen kann eine Erwärmung des Materials keinen Einfluss auf die Dichtigkeit der Verschlusskappe haben und bei Frost ist eine Vereisung und damit ein Verschluss der Verschlussklappe dadurch ausgeschlossen, dass Kondenswasser stets entlang der Kanten der Verschlussklappe nach unten rinnt und sich in der spitzwinkligen Ecke sammelt, wo der Einfluss der Vereisung vernachlässigbar ist. Durch Einlegen oder Aufkleben feiner federelastischer Drähte, Metall- oder Kunststoff Stäbe kann die Festigkeit der Verschlussklappe erhöht werden, ohne deren Elastizität zum Öffnen wesentlich zu beeinträchtigen.

[0015] Die Ventilfläche kann durch eine freie Wahl der Höhe unabhängig vom Kanal- oder Rohrquerschnitt bestimmt werden. Es lassen sich folglich auch in sehr klein bemessenen Rohren und Kanälen geeignet dimensionierte Verschlussklappen anordnen. Gleichzeitig können Schallübertragungen in schallführenden Luftsäulen, z.B. in Mehrfamilienhäusern, durch diese Verschlussklappen unterbrochen und dadurch der Luftlärm oder Geräusche auch von die Rohre auf dem Dach einhüllenden Blechabdeckungen verhindert werden.

[0016] Die Verschlussklappen können aus einem elastischen Band endlos hergestellt werden und die entsprechende Anzahl von Verschlussklappen beim Konfektionieren vom Band abgeschnitten werden. Dadurch lässt sich eine äusserst kostengünstige Herstellung erreichen.

[0017] In Kombination mit geeigneten Stützprofilen und mehreren Klappen in Serie können grossflächige Ventilmembranen hergestellt werden und in der Lüftungstechnik eingesetzt werden. Die Klappen benötigen keine aktive Steuerung oder Antriebseinheit. Der Betrieb ist deshalb einfach und kostengünstig.

[0018] Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines auf einem Dach aufsetzbaren Ventils,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Ventil,

Fig. 3 eine Ansicht eines elastischen Bandes mit Verschlussklappe,

Fig. 4 eine Horizontalschnitt längs Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Verschlussklappe mit aussenliegender Abstützung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Verschlussklappe mit eingearbeiteter Abstützung,

Fig. 7 einen Horizontalschnitt durch eine Verschlussklappenanwendung,

Fig. 8 einen Horizontalschnitt durch eine Verschlussklappenanwendung,

Fig. 9 eine Seitenansicht eines Einsatzmoduls mit Verschlussklappen und

Fig. 10 einen Horizontalschnitt längs Linie IX-IX durch das Einsatzmodul gemäss Fig. 9.

[0019] Im Dachausschnitt gemäss Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 1 ein Dunstrohr dargestellt, welches das Dach 3 durchdringt. Allfällig vorhandene Dachbauteile sind der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt und näher erläutert. Das Dunstrohr 1 ist unten mit Sanitärfallsträngen verbunden. Die Ventilvorrichtung kann auch an Raumentlüftungsrohre, wie Toiletten-, Bad- oder Küchenentlüftungen etc. angeschlossen werden. Diese Rohre sind nicht dargestellt. Oben kann ein Hut 5 oder bei mehreren Rohren ein Kasten aufgesetzt sein, der den Eintritt von Regenwasser verhindert.

[0020] Im Dunstrohr 1 ist mit Bezugszeichen 11 ein Flächengebilde mit einer Verschlussklappe 7 eingesetzt, durch die ein Warmluftpfropfen (dargestellt durch Punkte) am Aufsteigen in Richtung des Pfeils 9 und Austreten in die Umgebung gehindert wird (Fig. 2).

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[0021] Die Formgebung des Hutes 5 kann selbstverständlich auch anders gestaltet sein.

[0022] In Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus einem bandförmigen flexiblen Flächengebilde 11 dargestellt. Letzteres kann aus Silikon oder einem anderen flexiblen Kunststoffmaterial, aus Gummi oder einem Laminat aus einem der vorgenannten Stoffe mit einem Träger- oder Armierungsmaterial 15 wie Kunststoff- oder Stahlfäden hergestellt sein. Vorzugsweise weisen die Kunststoff- oder Metallfäden federelastische Eigenschaften auf. Sie können in Form eines Gewebes als parallel liegende Fasern eingebracht sein oder nur in Gestalt von einzelnen, exakt angeordneten Blechstreifen 13.

[0023] Im Flächengebilde 11 sind durch eine Stanzung oder durch Schneiden mit einem Messer oder einem Energiestrahl (Laser- oder Wasserstrahl) Schlitze 17 angebracht, durch welche im Flächengebilde 11 Lappen oder Klappen 19 entstehen. Diese Klappen 19 sind vorzugsweise entlang einer vertikal verlaufenden Biegelinie 21 mit dem Flächengebilde 11 weiterhin verbunden. Die Biegelinien 21 können rein gedachte Linien sein (siehe strichpunktierte Linie in Fig. 3) oder - falls es sich beim Flächengebilde 11 um ein etwas steiferes Material handelt -, können entlang der Biegelinien 21 Kerben oder Rillen 23 ausgebildet sein.

[0024] Im dargestellten Beispiel sind die Klappen 19 trapezförmig und entlang von deren längsten Kante verlaufen die Biegelinien 21. Bevorzugt treffen sich die beiden kurzen Kanten in einem spitzen Winkel alpha mit der Biegelinie 21. Dies gewährleistet, dass Wassertropfen aus entweichendem Dampf entlang der schrägliegenden Kanten nach unten abflies-sen können und nicht innerhalb des Schlitzes liegen bleiben und gefrieren können. Nicht dargestellt sind weitere mögliche Formgebungen, wie Dreieck, Halbkreis etc., für die ausgeschnittenen Klappen, welche vergleichbare Eigenschaften aufweisen. In Fig. 3 ist weiter ersichtlich, dass entlang der vertikal verlaufenden Schlitze 25 magnetische Elemente 27 in das Flächengebilde 11 eingearbeitet sind und durch deren gegenseitige Anziehung die Klappen 19 in Ruhestellung in der Ebene des sie umgebenden Flächengebildes 11 halten, sofern nicht von der einen oder andern Seite her eine Kraft auf die Klappen 19 ausgeübt wird. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, wie die Klappen 19 aus der Ebene des Flächengebildes 11 beidseitig ausschwenkbar sind. In Fig. 3 ist nur ein Ausschnitt des bandförmigen Flächengebildes dargestellt. Es können in diesem in vorgegebenen Abständen jeweils eine oder, durch einen Mittelsteg 29 verbunden, zwei Klappen 19 oder mehrere Klappenpaare eingelassen sein.

[0025] In Fig. 5 ist ein Horizontalschnitt längs Linie IV-IV in Fig. 3 durch eine Verschlussklappe 7 dargestellt, die einerseits an Stützprofilen 31 anliegt und andererseits auf einem Stützgitter 33 aufliegt. Letzteres verhindert das Ausschwenken der Klappen 19 in Richtung des Stützgitters 33 (Einwegverschluss).

[0026] In den Fig. 7 und 8, welche Horizontalschnitte durch Flächengebilde 11 zeigen, ist die Anordnung der Verschlussklappen 7 ersichtlich. Die Verschlussklappen 7 sind stets zwischen zwei Stützprofilen 31 angeordnet, so dass das Flächengebilde 11 in diesem Bereich einerseits eben liegt und andererseits gespannt gehalten ist. Dabei ist es möglich, dass jeweils ein Stützpfosten 31 innerhalb und ein anderer ausserhalb eines zu einem Vieleck ausgelegten Flächengebildes ist (Fig. 7 und 8). In Fig. 6 ist weiter eine Anordnung der Stützpfosten 31 ' dargestellt, welche innerhalb des Flächengebildes 11 liegen, d.h. entweder eingeklebt, einextrudiert oder einlaminiert sind.

[0027] In den Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung der Verschlussklappen 7 ersichtlich. Zum Einsetzen der Vorrichtung zum Zurückhalten aufsteigender Warmluft in einem beispielsweise runden Rohr 35 sind sechs Stützpfosten 31 angeordnet und über deren Aussenkanten ist das Flächengebilde 11 gespannt. Dieses ist so ausgelegt, dass jeweils zwischen zwei Stützpfosten 31 ein Klappenpaar 19 zu liegen kommt. Die theoretischen Öffnungsbereiche der Klappenpaare 19 sind in feinen halbkreisförmigen Linien dargestellt. Dieses einsatzfertige Modul kann mit geeignet gewählten Mitteln in ein Dunst- oder Abluftrohr 1 eingesetzt werden. Die Haltemittel für das Einsatzmodul sind der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Zurückhalten aufsteigender Warmluft und aufsteigender Kanalgase in Rohren oder Kanälen in Gebäudehüllen-Durchbrüchen mit einer Verschlussklappe (7), wobei die Verschlussklappe (7) durch ein Druckgefälle zwischen den beiden Oberflächen der Verschlussklappe (7) im zu verschliessenden Rohr (1) betätigbare ausschwenkbare Verschlussmittel (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (7) aus einem elastischen Flächengebilde (11) besteht und die bei der Biegelinie (21) ausschwenkbaren Verschlussmittel (19) durch Schlitze (17) im Flächengebilde gebildet werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde (11) aus Gummi oder Kunststoff oder einem Laminat aus Gummi oder Kunststoff mit einem Armierungsmittel (15) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungsmittel (15) aus einem Gewebe oder aus Einzelfasern oder Streifen aus Kunststoff oder Metall bestehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Flächengebilde (11 ) mit der Verschlussklappe (7) seitlich über Stützprofile (31) geleitet wird, so dass eine Ebene gebildet wird und das Flächengebilde gespannt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (19) um eine Achse bei der Biegelinie gegen die Rückstellkraft des die Verschlussklappe (7) bildenden Materials auslenkbar sind.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Verschlussmittel (19) an mindestens zwei benachbarten Stellen in einem spitzen Winkel (alpha) aufeinandertreffen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (19) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die drei kürzeren Kanten durch Schnitte (17) gebildet werden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verschlussklappe (7) in einem Tragelement (31) eingesetzt oder aufgespannt ist, welches als Ganzes in ein Luft- oder Wasserrohr einschiebbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung durch aussen im Flächengebilde mit der Verschlussklappe (7) anliegende Stäbe (31), Platten oder durch in das Flächengebilde eingearbeitete Mittel erfolgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung mehrerer nebeneinander angeordneter Verschlussklappen (7) in Gestalt eines Vielecks erfolgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (7) als Einwegventil einseitig durch ein Gitter (33) überdeckt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich der Schlitze (17) magnetische Elemente (27) eingesetzt sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungsmittel (15) flexible, selbst rückstellende Eigenschaften zum Schliessen der Klappen (7) aufweisen.

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